[发明专利]HKUST‑1（Cu‑MOFs）在制备葡萄糖传感器用电极中的应用

说明书

技术领域

本发明涉及新材料技术，具体涉及HKUST-1(Cu-MOFs)在制备葡萄糖传感器用电极中的应用。

背景技术

金属有机框架(metal-organicframeworks，MOFs)材料是一类具有重复网络结构的一类类沸石材料，由有机配体与金属离子通过自组装构成。MOFs材料的比表面积较大，具有较高的孔容、孔径，结构及功能多样。目前，已应用于氢气存储、药物运载、催化反应生物传感器、气体吸附与分离等方面。近几年来，HKUST-1材料作为新型稳定的MOF材料一种，引起了研究人员的广泛关注，金属有机框架化合物HKUST-1又称为MOF-199，1999年Williams小组首次在Science杂志上报道了该孔性配位聚合物的结构，它由苯环有机连接体和含Cu的金属羧酸配合物团簇组，具有微孔和很大的比表面积，包含轮桨式次级结构单元[Cu2(O2CR)4](R是个芳环)，这些次级结构单元相互交错连接形成三维网状结构。HKUST-1在对CH₄和CO₂的吸附以及CH₄和CO₂混合气体分离方面表现出良好的性能，它是最早被报道的含有四方形配位结构Cu的MOFs材料之一。

现有文献报道的HKUST-1主要有2种合成方法：常温差压合成法和溶剂(水)热合成法。本文通过比较常用的常温差压合成法制备HKUST-1，该过程简单易于控制，产物分散性好。

血糖是人体主要的生命过程特征化合物，血糖含量只有保持一定的水平才能正常维持体内各器官和组织的需要。血糖含量的测定与分析对人类的身体健康以及对疾病的诊断、治疗和控制有着极其重要的意义。因而制备新型高效的葡萄糖传感器具有重要的科学研究意义和实际应用价值。而葡萄糖电化学传感器是最早研制的葡萄糖生物传感器，葡萄糖电化学传感器按照构建中有无使用酶可以分为无酶葡萄糖电化学传感器和酶基电化学传感器。酶基葡萄糖传感器利用了酶的专一性高、反应速度快等特点，但使用的生物酶稳定性较差，容易受到环境中温度、湿度和pH值等条件的影响，这些缺点极大地限制了其在临床等领域的应用；相对而言，无酶葡萄糖电化学传感器便成为了葡萄糖电化学传感器研究的新的研究热点，它不仅解决了传统酶基葡萄糖传感器对酶活性的依赖，而且具有较高的稳定性、良好的重现性和易于微型化等优点。

大部分无酶葡萄糖电化学传感器是通过葡萄糖在电极表面直接氧化产生的电流进行检测。而电极材料的催化活性也会受到所检测物质的结构和形貌影响，选择合适的电极材料也成为研究的一个新的方向。纳米科学技术的发展为材料科学的研究与应用提供了良好的机遇，纳米结构的电极材料由于其独特的结构和形貌而具有与其它材料不同的电催化性质，不仅可以提高电化学反应速率、降低检测电位，还可以提高分析的选择性和灵敏度等，因此可以作为电极材料应用于电化学传感领域。

无酶葡萄糖电化学传感器中最早使用铂和金作为电极材料，但这两种材料在电催化氧化葡萄糖方面存在许多不足，例如在检测葡萄糖过程中，铂和金两种贵金属电极易吸附中间产物导致电极中毒、使检测灵敏度降低，且对葡萄糖的检测选择性较低。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供了HKUST-1(Cu-MOFs)在制备葡萄糖传感器用电极中的应用。

本发明的技术方案是：提供了HKUST-1(Cu-MOFs)在制备葡萄糖传感器用电极中的应用。

上述的应用，具体包括：分别称取不同配比的HKUST-1(Cu-MOFs)和石墨置于烧杯中，然后加入10ml的超纯水，并放入超声仪中使其均匀分散，得到HKUST-1/石墨悬浮液；移取10μL HKUST-1/石墨悬浮液垂直滴加到已处理好的玻碳电极上，在红外灯下照射30min，使HKUST-1/石墨在短时间内均匀固化在电极上；取出电极，移取2.5μLNafion溶液以同样方法滴加在电极上，使HKUST-1/石墨修饰电极更稳定，静置晾干，制得HKUST-1/石墨工作电极。

上述应用中所述Nafion溶液是用体积比为5:1的水与异丙醇溶液将5％的Nafion溶液稀释到1％。

上述的应用，所述玻碳电极还需经过预处理：将直径为3mm玻碳电极依次使用粒径为0.3和0.05微米的氧化铝粉末在麂皮上研磨抛光3min，使镜面光滑洁净，之后使用超纯水冲洗，去除玻碳电极上残留的氧化铝粉末，再依次将电极放入含有丙酮、1:1硝酸、超纯水的烧杯中，并分别在超声仪中超声10min，取出后自然晾干备用。