一种无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法技术

一种无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法，涉及一种葡萄糖传感器的制备方法。是要解决现有的葡萄糖传感器无法在中性及偏中性条件下进行无酶电化学葡萄糖检测的问题。方法：一、打磨清洗电极；二、检测电极性能；三、合成：将Co(NO3)2·6H2O溶于甲醇中，搅拌溶解，得溶液A；将二甲基咪唑溶于甲醇中，搅拌溶解，得溶液B；然后将溶液A和溶液B混合，静置；四、清洗干燥，得金属有机骨架材料ZIF‑67；五、热处理；六、将黑色粉末加到溶剂中得悬浮液，将悬浮液超声，滴加到玻碳电极表面，干燥，即得无酶葡萄糖电化学传感器。该传感器可在中性及偏中性条件下进行无酶电化学葡萄糖检测，简单易行，成本低廉。本发明专利技术用于检测葡萄糖。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种葡萄糖传感器的制备方法。
技术介绍
对葡萄糖进行有效快速检测在生物、食品、化学、临床诊断和环境保护等方面具有重要作用，关于葡萄糖无酶电化学检测的研究已经有了很多的报道，因为无酶电化学传感器具有较好的稳定性、可重复性和简单等特点。因此，葡萄糖传感器的研究一直为电化学传感器研究的热点。在结构上，金属有机骨架化合物(MOFs)和无机分子筛非常相近，都有排列规整的拓扑结构，以及特定的形状和尺寸的孔道。但MOFs的孔径是由金属离子和有机配体通过配位键自组装而成，因为其合成原材料的种类丰富，不同金属离子具有的氧化态或几何配位要求不同，形成的次级结构单元也不同，因此可生成不同的MOFs骨架。ZIF-67作为MOFs中最具有代表性的一种多孔骨架材料，具有较大的比表面积(BET)，并且还具有较好的热稳定性，从热重分析了解到当实验温度大于300℃时，其骨架结构也不坍塌。此外，电极的响应性能还非常容易受溶液的pH值等环境因素的影响，但是通常情况下在中性或偏中性环境中进行葡萄糖检测十分必要，所以目前为止很少有一种有效快捷能够在中性及偏中条件下进行无酶电化学葡萄糖检测的方法，因此开发一种简单易行，成本低廉，能够在中性及偏中性条件下进行检测的无酶电化学传感器的方法具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有的葡萄糖传感器无法在中性及偏中性条件下进行无酶电化学葡萄糖检测的问题，提供一种无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法。本专利技术无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法，按以下步骤进行：一、打磨清洗电极：将抛光粉和去离子水放置于打磨盘上调匀，得抛光液，然后将玻碳电极在抛光液中打磨，再依次采用丙酮、无水乙醇和去离子水对玻碳电极进行超声清洗，除去表面油污和杂质，得到清洗后玻碳电极；二、检测电极性能：清洗后玻碳电极要在0.1～2mol/LKCl中记录0.5～3mMK3[Fe(CN)6]+0.5～3mMK4[Fe(CN)6]溶液的循环伏安曲线，观察计算循环伏安图中的峰电位差，若峰电位差为64～80mV，进行下一步操作；若峰电位差＞80mV，则需要重复步骤一，至若峰电位差为64～80mV，再进行下一步操作；三、合成：将Co(NO3)2·6H2O溶于甲醇中，搅拌溶解，得溶液A；溶液A的浓度为0.03～0.04g/mL；将二甲基咪唑溶于甲醇中，搅拌溶解，得溶液B；溶液B的浓度为0.04～0.05g/mL；然后将溶液A和溶液B混合均匀，室温条件下静置12～24小时。四、清洗干燥：将静置后的溶液离心，得到紫色沉淀物，用无水乙醇洗涤，再将洗涤后的紫色沉淀物烘干，得到金属有机骨架材料ZIF-67。五、热处理：将金属有机骨架材料ZIF-67在空气条件下热处理得到黑色粉末；六、称量滴加：将黑色粉末加到溶剂中，得到浓度为1～6mg/mL的溶液X，将溶液X超声0.5～2h，滴加到玻碳电极表面，干燥，即得到无酶葡萄糖电化学传感器。进一步的，步骤一中所述抛光粉的粒径为0.3微米。进一步的，步骤一中所述超声清洗的具体操作如下：首先以丙酮为清洗剂，在超声频率为100kHz下清洗15～20分钟；然后以无水乙醇为清洗剂，在超声频率为100kHz下清洗15～20分钟，最后以去离子水为清洗剂，在超声频率为100kHz下清洗15～20分钟，即完成超声清洗。进一步的，步骤三中溶液A和溶液B的体积比为1:1。进一步的，步骤四所述烘干具体为将紫色沉淀物放置在60～90℃烘箱中烘干。进一步的，步骤五所述热处理具体为将金属有机骨架材料ZIF-67在空气条件下200～800℃热处理1～4h。进一步的，步骤六所述溶剂为去离子水或混合溶剂，所述混合溶剂是由去离子水与异丙醇按体积比为2:1混合得到的。进一步的，步骤六中在无酶葡萄糖电化学传感器表面滴加Nafion溶液，以使Co3O4牢固的粘附在玻碳电极表面。本专利技术的有益效果：本专利技术方法以金属有机骨架材料ZIF-67为原材料制备无酶葡萄糖电化学传感器，该传感器可在中性及偏中性条件下进行无酶电化学葡萄糖检测。首先，MOFs是通过次级结构单元(SBU)构建而成，SBU是由配位基团与金属离子共同组建而成，该结构有利于骨架结构的稳定及向空间延伸。将金属离子包裹在SBU中心从而作为MOFs主体结构的节点，有机配体作为结构支架起到连接不同节点以及向外扩展作用。从而使得MOFs具有中空结构，即ZIF-67为菱形十二面体结构，所以具有组分的灵活结合、高比表面积、结构灵活性、大孔隙率等优点。经热处理后得到的多孔Co3O4具备了这些特点，多孔以及较大的内表面积为葡萄糖分子进入孔道与Co3O4反应提供了方便。发生的反应如下：本专利技术制备的无酶葡萄糖电化学传感器相比较于其它方法制备的无酶葡萄糖电化学传感器，具有更大的使用范围，进一步降低环境pH对葡萄糖检测的影响。本专利技术的无酶葡萄糖电化学传感器简单易行，成本低廉，可在中性及偏中性条件下进行检测葡萄糖浓度。解决了在中性及偏中性条件下检测葡萄糖的问题，显著扩大了葡萄糖检测范围，且成本低廉，合成工艺简单有效。附图说明图1为实施例1合成的ZIF-67的扫描电子显微镜(SEM)测试图；图2为实施例1合成的ZIF-67的TG测试；图3为实施例1合成的Co3O4扫描电子显微镜(SEM)测试图；图4为实施例1合成的ZIF-67的BET测试图；图5为实施例1合成的Co3O4的X射线衍射图谱；图6为检测葡萄糖浓度I-T曲线；图7为图6的局部放大图。具体实施方式本专利技术技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。具体实施方式一：本实施方式无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法，按以下步骤进行：一、打磨清洗电极：将抛光粉和去离子水放置于打磨盘上调匀，得抛光液，然后将玻碳电极在抛光液中打磨，再依次采用丙酮、无水乙醇和去离子水对玻碳电极进行超声清洗，除去表面油污和杂质，得到清洗后玻碳电极；二、检测电极性能：清洗后玻碳电极要在0.1～2mol/LKCl中记录0.5～3mMK3[Fe(CN)6]+0.5～3mMK4[Fe(CN)6]溶液的循环伏安曲线，观察计算循环伏安图中的峰电位差，若峰电位差为64～80mV，进行下一步操作；若峰电位差＞80mV，则需要重复步骤一，至若峰电位差为64～80mV，再进行下一步操作；三、合成：将Co(NO3)2·6H2O溶于甲醇中，搅拌溶解，得溶液A；溶液A的浓度为0.03～0.04g/mL；将二甲基咪唑溶于甲醇中，搅拌溶解，得溶液B；溶液B的浓度为0.04～0.05g/mL；然后将溶液A和溶液B混合均匀，室温条件下静置12～24小时；四、清洗干燥：将静置后的溶液离心，得到紫色沉淀物，用无水乙醇洗涤，再将洗涤后的紫色沉淀物烘干，得到金属有机骨架材料ZIF-67；五、热处理：将金属有机骨架材料ZIF-67在空气条件下热处理得到黑色粉末；六、称量滴加：将黑色粉末加到溶剂中，得到浓度为1～6mg/mL的悬浮液，将悬浮液超声0.5～2h，滴加到玻碳电极表面，干燥，即得到无酶葡萄糖电化学传感器。具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述抛光粉的粒径为0.3微米。其它与具体实施方式一相同。具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一所述打磨盘由麂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、打磨清洗电极：将抛光粉和去离子水放置于打磨盘上调匀，得抛光液，然后将玻碳电极在抛光液中打磨，再依次采用丙酮、无水乙醇和去离子水对玻碳电极进行超声清洗，除去表面油污和杂质，得到清洗后玻碳电极；二、检测电极性能：清洗后玻碳电极要在0.1～2mol/L KCl中记录0.5～3mM K3[Fe(CN)6]+0.5～3mM K4[Fe(CN)6]溶液的循环伏安曲线，观察计算循环伏安图中的峰电位差，若峰电位差为64～80mV，进行下一步操作；若峰电位差＞80mV，则需要重复步骤一，至若峰电位差为64～80mV，再进行下一步操作；三、合成：将Co(NO3)2·6H2O溶于甲醇中，搅拌溶解，得溶液A；溶液A的浓度为0.03～0.04g/mL；将二甲基咪唑溶于甲醇中，搅拌溶解，得溶液B；溶液B的浓度为0.04～0.05g/mL；然后将溶液A和溶液B混合均匀，室温条件下静置12～24小时；四、清洗干燥：将静置后的溶液离心，得到紫色沉淀物，用无水乙醇洗涤，再将洗涤后的紫色沉淀物烘干，得到金属有机骨架材料ZIF‑67；五、热处理：将金属有机骨架材料ZIF‑67在空气条件下热处理得到黑色粉末；六、称量滴加：将黑色粉末加到溶剂中，得到浓度为1～6mg/mL的悬浮液，将悬浮液超声0.5～2h，滴加到玻碳电极表面，干燥，即得到无酶葡萄糖电化学传感器。...

【技术特征摘要】
1.一种无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、打磨清洗电极：将抛光粉和去离子水放置于打磨盘上调匀，得抛光液，然后将玻碳电极在抛光液中打磨，再依次采用丙酮、无水乙醇和去离子水对玻碳电极进行超声清洗，除去表面油污和杂质，得到清洗后玻碳电极；二、检测电极性能：清洗后玻碳电极要在0.1～2mol/LKCl中记录0.5～3mMK3[Fe(CN)6]+0.5～3mMK4[Fe(CN)6]溶液的循环伏安曲线，观察计算循环伏安图中的峰电位差，若峰电位差为64～80mV，进行下一步操作；若峰电位差＞80mV，则需要重复步骤一，至若峰电位差为64～80mV，再进行下一步操作；三、合成：将Co(NO3)2·6H2O溶于甲醇中，搅拌溶解，得溶液A；溶液A的浓度为0.03～0.04g/mL；将二甲基咪唑溶于甲醇中，搅拌溶解，得溶液B；溶液B的浓度为0.04～0.05g/mL；然后将溶液A和溶液B混合均匀，室温条件下静置12～24小时；四、清洗干燥：将静置后的溶液离心，得到紫色沉淀物，用无水乙醇洗涤，再将洗涤后的紫色沉淀物烘干，得到金属有机骨架材料ZIF-67；五、热处理：将金属有机骨架材料ZIF-67在空气条件下热处理得到黑色粉末；六、称量滴加：将黑色粉末加到溶剂中，得到浓度为1～6mg/mL的悬浮液，将悬浮液超声0.5～2h，滴加到玻碳电极表面，干燥，即得到无酶葡萄糖电化学传感器。2.根据权利要求1所述的一种无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法，其特征在于步骤一中所述抛光粉的粒径为0.3微米。3.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨敏，褚宏旗，徐慧芳，解秀秀，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23