本发明专利技术公开了一种葡萄糖安培检测器的制备和使用方法，该传感器包括：碳纳米管、铂纳米颗粒、聚合离子液体膜和葡萄糖氧化酶修饰的玻碳电极为工作电极，铂丝为对电极，甘汞电极为参比电极的三电极体系。检测时在该三电极体系下，使用电化学工作站，对葡萄糖含量进行测定。与传统方法相比，具有更高灵敏度和特异性，检测限低至1X10-7mol/L；同时，葡萄糖传感器制备简单、性能稳定且可重复利用、样品检测时间短，操作方便。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种葡萄糖安培检测器的制备和使用方法，该传感器包括：碳纳米管、铂纳米颗粒、聚合离子液体膜和葡萄糖氧化酶修饰的玻碳电极为工作电极，铂丝为对电极，甘汞电极为参比电极的三电极体系。检测时在该三电极体系下，使用电化学工作站，对葡萄糖含量进行测定。与传统方法相比，具有更高灵敏度和特异性，检测限低至1X10-7mol/L；同时，葡萄糖传感器制备简单、性能稳定且可重复利用、样品检测时间短，操作方便。【专利说明】基于新型纳米复合材料的葡萄糖安培检测器的制备和使用 方法
本专利技术涉及一种基于铂纳米颗粒/离子液体聚合物膜-碳纳米管的新型纳米复合 材料的灵敏、快速、特异性的葡萄糖传感器的制备和使用方法。
技术介绍
糖尿病是目前全世界普遍存在的一类疾病，检测人体血液中的葡萄糖含量对糖尿 病的诊断和控制非常重要。自从1%2年第一个葡萄糖酶电极成功构建，到现在已开发出各 种类型的葡萄糖电化学生物传感器。其中，以检测电化学反应产物双氧水为原理的葡萄糖 安培检测器由于具有较好的灵敏度，选择性，稳定性，重现性，容易实现微型化等优点而受 到广泛关注。在葡萄糖安培检测器的电极制备材料方面，由于碳纳米管（CNTs)电子导电性 好，面积/体积比高，以及对电子传递的独特的促进作用，已经在电化学生物传感器中得到 了很好的应用。CNTs修饰的电极可以催化儿茶酚，过氧化氢（H 202)，多巴胺，抗坏血酸，尿 酸，葡萄糖氧化酶（GOD)，等物质在电极上的电化学反应。酶与底物在氧气的存在下反应会 产生H 202，而铂纳米颗粒（PtNPs)对H202具有出色的催化活性，因为PtNPs可以降低H 202的 氧化/还原过电位。，因此，PtNPs修饰的电极已经频繁地用于构建安培酶生物传感器。然 而，为了提高在Pt少量负载情况下的安培酶生物传感器的性能，在CNT表面获得高分散的 金属颗粒仍然是个挑战。 另一方面，由有机阴离子和无机阳离子组成的室温离子液体作为修饰物质已经在 生物传感器的构造中广泛使用。通常，离子液体单体是用物理方法混合至复合物中并固定 到电极上的，但由于它们在溶液中溶解性很好，所以很容易流失，本专利技术基于聚合离子液体 修饰的CNTs (PIL-CNTs)材料，得到了 一种在PIL-CNTs表面制备高分散，粒径分布窄的Pt 纳米颗粒的方法。采用这种新型纳米复合材料，以葡萄糖氧化酶（GOD)为模型酶，构建了一 个具有优异性能的葡萄糖安培传感器。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种灵敏、快速、特异性的葡糖糖传感器的制备及使用方法。 一种葡萄糖检测传感器，包括：碳纳米管、铂纳米颗粒、离子液体聚合膜和葡糖糖 氧化酶修饰的玻碳电极为工作电极，钼丝为对电极，甘汞电极为参比电极的三电极体系。 所述的碳纳米管、铂纳米颗粒、离子液体聚合膜和葡糖糖氧化酶修饰的玻碳电极 的制备方法如下： 将200 mg CNTs加入到含有1-乙烯基-3-乙基四氟硼酸盐BF4(200-220 mg)和 偶氮二异丁腈AIBN(6-8 mg)的甲醇溶液中，超声1〇_20分钟后转移至50 "^的圆底烧瓶内， 70-90 〇C且氮气保护下回流搅拌16小时。然后将该混合物用二次蒸馈水稀释，过滤，用丙 酮将一些物理吸附在CNTs表面的聚合物和BF 4单体洗去，干燥得到离子液体聚合物 膜包裹的碳纳米管（PIL-CNTs)。 20 mg PIL-CNTs 与 650-675 μ? H2PtCl6(38. 6 ηιΜ) -起混合在 20-30 mL 乙二醇 中，用1 Μ KOH将混合液的pH值调至8-9,超声30 min，用微波（800 W) 110-130 °C下还原 30 min。将反应后的混合液用二次水稀释，过滤，用二次水和丙酮交替洗涤数次后干燥得到 PtNPs/PIL-CNTs纳米复合物。 将玻碳电极依次在0· 5和0· 05 μπι的氧化铝浆上打磨至光亮，然后用超纯水冲洗 干净，氮气吹干。 将Pt纳米颗粒/聚合离子液体-碳纳米管复合物（PtNPs/PIL-CNTs)分散在水中， 配成1 mg mL_1的溶液，将此溶液超声振荡至分散均匀，然后用移液枪取3-8 μ?的上述溶 液，滴到玻碳电极上，室温下自然风千。然后在修饰了催化剂的电极上滴3-8 μ? G0D，4 °C 下干燥。最后用3-8 PL 1 wt.% Nafion乙醇溶液覆盖电极表面，防止GOD流失，得到PtNPs/ PIL-CNTs/GC 电极。 上述的葡萄糖检测传感器的使用方法： 用磷酸缓冲液配制葡萄糖样品溶液；此后，再以碳纳米管、铂纳米颗粒、离子液体聚合 膜和葡糖糖氧化酶修饰的玻碳电极为工作电极，铂丝为对电极，甘汞电极为参比电极的三 电极体系下，使用电化学工作站，采用电流-时间相应工作方式，对不同标准浓度的葡萄糖 进行检测，制作标准工作曲线，从而实现对葡萄糖的测定。 上述使用方法中具体是将4mL?20mL、pH值为6-8、浓度为0· 03mol/L~0. 2〇 mol/ L的磷酸缓冲液与4mm〇l~20mm〇l的葡萄糖混合，制备浓度为lmol/L的葡萄糖样品溶液；然 后每次取1 μ?上述制备好的1 mol/L的葡萄糖样品溶液，连续添加到5 mL、pH值为7. 0、 浓度为0. lmol/L的磷酸缓冲液中进行测定；检测时，在磁力搅拌速率150rmp条件下进行。 检测条件为：运用电压范围为0. 6 V。 本专利技术原理如下： 葡萄糖与葡萄糖氧化酶（G0D)发生酶催化反应，葡萄糖氧化成葡萄糖酸内酯，而G0D内 的活性中心FAD被还原成FADH2。然后GOD (FADH2)又被溶液中共存的氧气氧化回GOD (FAD)， 同时生成过氧化氢（H202)。利用过氧化氢在电极上的电化学反应产生的电流信号来指示酶 催化反应中葡萄糖的含量，以此原理构建的传感器也叫葡萄糖安培检测器。 pH 6-8、浓度为0· 1 mol/L的磷酸缓冲液用作支持电解液。电流-时间曲线在磁力 搅拌速率150rmp下，电压于0. 6V下检测电位测定修饰电极对葡萄糖溶液的响应电流。图 1 :连续加入ImM葡萄糖在Pt纳米颗粒/聚合离子液体-碳纳米管复合物-葡萄糖氧化酶 修饰电极上的电流响应图，加入不同浓度的葡萄糖可引起图谱上电流值发生改变。图 2: 连续加入5. 6 mM葡萄糖、0· 1 mM抗坏血酸（AA)和〇· 5 mM尿酸（UA)(箭头指示）的电流 响应曲线。干扰离子对本分方法检测葡萄糖影响不大。 本专利技术中合成的Pt纳米颗粒/聚合离子液体-碳纳米管复合物-葡萄糖氧化酶 结构稳定，检测信号重现性好，电化学性能突出。PIL的正电荷和GOD (FAD)的负电荷之间的 静电作用保持了 G0D的活性，也减缓了 G0D的流失。 通过本专利技术，我们实现了对血清样中的葡萄糖浓度特异性、快速检测。与传统方法 相比，具有更高的灵敏度和特异性，检测限低至1 X 1(Γ7 mol/L;同时，葡萄糖传感器制备简 单、性能稳定且可重复利用、样品检测时间短、操作方便。综上，说明本专利技术方法是一种灵 敏、快速、特异性的检测葡糖糖的方法。 【专利附图】【附图说明】 图1 :连续加入ImM葡萄糖本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种葡萄糖安培检测器，其特征在于，包括：碳纳米管、铂纳米颗粒、聚合离子液体膜和葡萄糖氧化酶修饰的玻碳电极为工作电极，铂丝为对电极，甘汞电极为参比电极的三电极体系。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴玲，
申请(专利权)人：吴玲，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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