[发明专利]一种无酶电化学乳酸传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种无酶电化学乳酸传感器及其制备方法和应用，所述无酶电化学乳酸传感器的制备方法包括以下步骤，S1：泡沫镍基底清洗和预处理；S2：制备乳酸敏感材料Cu/Co/CNTs纳米复合物粉末；S3：将步骤S2中制备好的乳酸敏感材料附着在步骤S1中预处理好的泡沫镍基底上，得到无酶电化学乳酸传感器；S4：对步骤S3中制得的无酶电化学乳酸传感器进行电化学检测和参数优化。本发明中利用水热法制备泡沫镍基底表面附着Cu/Co/CNTs复合物粉末的无酶电化学乳酸传感器，能够对人体汗液中的乳酸含量进行检测，且制备方法简单，检测精度高，受环境影响小。

技术领域

本发明涉及电化学技术领域，尤其涉及一种无酶电化学乳酸传感器及其制备方法和应用。

背景技术

乳酸是一种人体代谢过程中的重要中间产物，当人体大量运动时细胞进行无氧酵解产生。若无法及时将其代谢，将会导致乳酸酸中毒，出现低血压、神志模糊、嗜睡、木僵及昏迷等症状，甚至于永久损伤。乳酸可作为反映组织缺氧一个较为敏感、可靠的指标，并有估价病人的预后的作用，有一定的实用价值。

现有技术中有相关报道关于检测人体汗液和唾液中乳酸含量的传感器电极主要是用乳酸氧化酶来制备的。例如，申请号为CN202011132178.3的发明专利公开了一种乳酸生物传感器的制备方法。该传感器基于电化学沉积的方法，在一定量的铜纳米线上电沉积原位生长铜铁，通过调整电沉积的方法以及电沉积的条件来调控纳米材料的生长，从而调控材料的催化活性和导电性。但是，该乳酸酶传感器存在如下缺陷：乳酸氧化酶提取困难，价格昂贵，其活性明显受到温度、氧气浓度、pH值、湿度等环境因素的影响，例如在室温条件下就会显著失活，这将影响该类乳酸传感器的稳定性，灵敏度和重现性，导致其保存和使用条件都比较苛刻。

非酶乳酸传感电极基本上可以解决酶乳酸传感器的缺点，表现出响应迅速、检测限宽、稳定性好、制备简单、成本低等优点。

多壁碳纳米管具有独特的物理和化学结构，是一种新型的高强度碳纤维材料，在电化学领域中的研究日益受到关注，其优良的电催化性能使其成为制备电化学传感器理想的电极材料之一，其特殊的分子结构使其可以有效地促进电子传输，提升传感器的响应信号和灵敏度。此外，其良好的生物相容性能够保持传感器所负载的生物活性，改善传感器的稳定性。

氧化铜和四氧化三钴纳米复合材料，氧化铜和四氧化三钴都是p型半导体，氧化铜是一种过渡金属，其具有环保、低成本、高富集和良好的电化学性能；四氧化三钴具有直接能量和间接能量的半导体材料带隙分别为2.10eV和1.60eV。在结晶过程中，它在八面体处获得了Co³⁺离子、Co²⁺离子结合时在四面体位点上和氧在一起，它形成了一个密集的面心立方结构。由于晶体中的离子排列结构，赋予钴不同的极性位置。此外，它们也具有很强的电化学性能，现在越来越多的应用于电化学传感器中。

现有技术中还没有将多壁碳纳米管和氧化铜以及四氧化三钴进行复合制备无酶电化学乳酸传感器的相关记载。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种无酶电化学乳酸传感器及其制备方法和应用，利用水热法制备泡沫镍基底表面附着Cu/Co/CNTs复合物粉末的无酶电化学乳酸传感器，能够对人体汗液中的乳酸含量进行检测，且制备方法简单，检测精度高，受环境影响小。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种无酶电化学乳酸传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1：泡沫镍基底清洗和预处理；

S2：制备乳酸敏感材料；

S3：将步骤S2中制备好的乳酸敏感材料附着在步骤S1中预处理好的泡沫镍基底上，得到无酶电化学乳酸传感器；

S4：对步骤S3中制得的无酶电化学乳酸传感器进行电化学检测和参数优化。