[发明专利]一种电化学葡萄糖传感器电极及其制备方法

说明书

本发明公开了一种电化学葡萄糖传感器电极及其制备方法，以石墨烯纤维(GF)为基底，以Au和Ni(OH)2为无酶葡萄糖催化剂的葡萄糖传感器电极。制备时，采用水热法制备石墨烯纤维，采用电化学沉积的方法制备GF/Au/Ni(OH)2电极。本发明的葡萄糖传感器底层的石墨烯纤维优异的电导率能够保证电荷的快速转移和传输，外部的Au和Ni(OH)2表现出高催化活性和低生物毒性,还能起到协同催化的作用，使其具有优越的葡萄糖传感器性能。解决了现有技术中葡萄糖传感器导电率低，柔性差的问题。

技术领域

本发明属于电化学传感器领域，涉及一种电化学葡萄糖传感器电极及其制备方法。

背景技术

葡萄糖监测在糖尿病的临床诊断和治疗以及食品工业和农业应用中起着重要作用。现有的葡萄糖检测方法，主要是微创的酶基葡萄糖检测方法。酶基葡萄糖传感器仍存在一系列问题，包括长期稳定性不足，这源于酶的性质、复杂的制造过程和与酶固定相关的不满意的再现性不足。

在过去的几年里，人们大量努力开发柔性无创的无酶葡萄糖传感器。纳米碳材料如碳纳米管、石墨烯等被广泛用于葡萄糖传感器的电极材料。但是,单一的纳米碳电极材料对葡萄糖的电化学灵敏度较低,通常需要结合纳米结构金属和金属衍生物获得高灵敏度的葡萄糖传感。通常研究的纳米结构金属和金属衍生物，包括贵金属(Au、Pd、Pt)、金属合金(Au-Pd、Pd-Pt、Au-Pt)和金属氧化物。

未来葡萄糖检测有望无创的通过检测汗液里的微量葡萄糖实现，这就需要葡萄糖传感器的柔性化、微型化，具有高的灵敏度和低的检测极限。与传统的电化学传感电极相比，纤维形状的电极具有许多优点，如需要少量的样品、提高信噪比、对电活性区域的快速通量和高电流密度。制造纤维形电极传感器所需的最基本的部件是导电纤维。然而，大多数传统的导电纤维，如碳纤维和金属纤维，柔性差，比表面积较低，导电率低，传感器的性能较低。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中电极中导电纤维柔性差，比表面积低，传感器性能低和灵敏性低的问题，提供一种电化学葡萄糖传感器电极及其制备方法，述葡萄糖传感器电极以石墨烯纤维为基底,通过电化学沉积的方法，在石墨烯纤维上沉积Au纳米片和Ni(OH)2纳米颗粒,得到GF/Au/Ni(OH)2复合纤维电极。以GF/Au/Ni(OH)2复合纤维电极为工作电极，以铂丝电极为对电极，以饱和汞电极为参比电极，构建三电极体系的葡萄糖传感器，使支撑的葡萄糖电极柔韧性好，灵敏性高，测试性能高。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种电化学葡萄糖传感器电极，包括石墨烯复合纤维，石墨烯复合纤维上修饰若干Au纳米片，所述Au纳米片上修饰有Ni(OH)2纳米颗粒。

本发明的进一步改进在于：

所述石墨烯复合纤维的表面具有褶皱结构。

一种电化学葡萄糖传感器电极的制备方法，包括以下步骤：

S1：基于氧化石墨烯溶液获取氧化石墨烯纤维，在Ar气中，对氧化石墨烯纤维加热还原，得到石墨烯纤维；

S2：将得到的石墨烯纤维作为工作电极，Pt电极作为对电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，在氯金酸溶液中电沉积Au，得到GF/Au石墨烯复合纤维；

S3：以GF/Au石墨烯复合纤维作为工作电极，Pt电极作为对电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，在Ni(NO3)2溶液中电沉积Ni(OH)2，得到GF/Au/Ni(OH)2复合纤维电极。

本方法的进一步改进在于：

所述步骤S1中，氧化石墨烯溶液加热前超声分散30分钟，再真空处理2-3分钟，去除溶液中的气泡。

所述步骤S1包括以下步骤：