[发明专利]一种基于石墨烯气凝胶的高性能生物传感器的制备方法

摘要

本发明涉及一种基于石墨烯气凝胶的高性能生物传感器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）石墨烯气凝胶/铂纳米颗粒的制备：氧化石墨烯粉末加入去离子水，加入氯铂酸，密封入聚四氟乙烯高压反应釜内，反应后自然冷却至室温，取出制得的石墨烯水凝胶/铂纳米粒子。随后使用CO2超临界萃取干燥法获得石墨烯气凝胶/铂纳米粒子。（2）酶电极的制备：取石墨烯气凝胶/铂纳米粒子，加入无水乙醇，加入生物酶，制得石墨烯气凝胶/铂纳米粒子/生物酶溶液，滴加在玻碳电极表面，滴加Nafion溶液，得到石墨烯气凝胶/铂纳米粒子/生物酶玻碳电极，取代传统生物传感器的基本结构单元固定化酶膜，从而将获得一种基于石墨烯气凝胶的高性能生物传感器。 1

主权项

1.一种基于石墨烯气凝胶的高性能生物传感器的制备方法，其特征在于：取5μl‑10μl的石墨烯气凝胶/铂纳米粒子/生物酶溶液滴加在纯净合格的玻碳电极表面，将电极置于4℃‑6℃恒温环境干燥10h‑12h，取3μl配置好的Nafion溶液滴加在电极表面，再次将电极置于4℃‑6℃恒温环境干燥4h‑5h，得到石墨烯气凝胶/铂纳米粒子/生物酶修饰的玻碳电极。采用石墨烯气凝胶/铂纳米粒子/生物酶修饰的玻碳电极，取代传统生物传感器的基本结构单元固定化酶膜，从而将获得一种基于石墨烯气凝胶的高性能生物传感器。

2.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯气凝胶的高性能生物传感器的制备方法，其特征在于：所述石墨烯气凝胶/铂纳米粒子/生物酶溶液按以下步骤制备，在4℃‑6℃的环境下，取10mg‑50mg石墨烯气凝胶/铂纳米粒子，加入300ml‑500ml的无水乙醇，使用超声波搅拌器超声0.5h，之后加入10mg‑20mg生物酶，再次使用超声波搅拌器超声0.5h，制得石墨烯气凝胶/铂纳米粒子/生物酶溶液。

3.根据权利要求1所述的一种基于石墨烯气凝胶的高性能生物传感器的制备方法，其特征在于：所述纯净合格的玻碳电极按以下步骤制备，取玻碳电极，采用砂纸、抛光粉对电极进行研磨，之后采用无水乙醇清洗、浸泡5min‑15min，再用去离子水超声5min‑15min，以获得纯净合格的玻碳电极。

4.根据权利要求2所述的一种基于石墨烯气凝胶的高性能生物传感器的制备方法，其特征在于：所述石墨烯气凝胶/铂纳米粒子按以下步骤制备，取100mg‑300mg氧化石墨烯粉末，加入30ml‑100ml去离子水，使用超声波搅拌器超声搅拌0.5h左右，然后将溶液水浴加热0.5h左右，最后再次加入20ml‑50ml的去离子水，并用超声波搅拌器超声搅拌0.5h‑0.8h，即可得到氧化石墨烯均匀分散的石墨烯溶液，取配制好浓度为30‑50％氯铂酸溶液50‑150ml，分三次加入已配制好的石墨烯溶液中，并用磁力搅拌器持续搅拌2h，得到混合溶液。将制得的混合溶液密封入聚四氟乙烯高压反应釜内，在180℃‑200℃的条件下反应10h‑12h，反应后自然冷却至室温，取出制得的石墨烯水凝胶/铂纳米粒子，使用无水乙醇浸泡清洗石墨烯水凝胶/铂纳米粒子，并使用超声波超声0.5h。随后使用CO₂超临界萃取干燥法在10MPa，45℃条件下干燥纯净的石墨烯水凝胶/铂纳米粒子，以得到石墨烯气凝胶/铂纳米粒子，将石墨烯气凝胶/铂纳米粒子在1000℃‑1200℃的条件下加热3h‑5h，已获得纯净的石墨烯气凝胶/铂纳米粒子。

5.根据权利要求4所述的一种基于石墨烯气凝胶的高性能生物传感器的制备方法，其特征在于：所述氧化石墨烯粉末按以下步骤制备，采用25ml～100ml的体积分数98％以上的浓硫酸，加入1g～2g硝酸钾，冰浴搅拌，加入2g石墨冰浴搅拌30min～60min，缓慢加入50wt％的高锰酸钾水溶液20g～30g，冰浴搅拌30min～60min，转入20℃～30℃水浴搅拌30min～60min，缓慢加入200ml去离子水，转入90℃～110℃水浴搅拌10min～30min，然后缓慢加入500ml去离子水和40ml的20％～30％的双氧水搅拌10min。直到混合物的颜色变成亮黄色，将混合物离心洗涤至中性，干燥后即得氧化石墨烯粉末。