Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器及其制备方法技术

Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器及其制备方法属于无酶生物传感器技术领域。现有技术步骤复杂，不易掌握。本发明专利技术之制备方法其特征在于，将制备的花状MoS2悬浊液倒入沸腾的HAuCl4水溶液中，经持续搅拌加热使Au纳米粒子修饰到花状MoS2中，得Au/MoS2纳米复合材料，最后将所得Au/MoS2纳米复合材料固定在电极上制得Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器。本发明专利技术之无酶生物传感器其特征在于，所述Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器用于检测葡萄糖溶液浓度，检测方法为电化学法，检测装置为电化学工作站，将所述Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器作为电化学工作站中的工作电极，将被测葡萄糖溶液加入到电化学工作站中的电解液中，根据循环伏安特性曲线判断被测葡萄糖溶液的浓度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器及其制备方法，用制备的Au纳米粒子修饰花状MoS2，得到Au/MoS2纳米复合材料，利用该纳米复合材料制作无酶生物传感器，获得的Au/MoS2纳米复合材料无酶生物传感器能够用来快速检测血液葡萄糖浓度，属于无酶生物传感器

技术介绍
现有技术采用葡萄糖酶传感器来快速和高灵敏地检测血液中葡萄糖的浓度，以应对日趋严重的糖尿病危害。所述的葡萄糖酶传感器所用的酶电极是一种以铂电极为基底的葡萄糖氧化酶电极。然而，以葡萄糖氧化酶作为生物敏感材料在传感器的制作过程中极易受环境因素影响而失活变性，如温度、湿度、pH值及表面活性剂等因素的影像；同时，将葡萄糖氧化酶固定于基底上的方法复杂且稳定性差，严重降低酶传感器的稳定性、重复性。在现有技术中有一种Au/MoS2纳米复合材料无酶生物传感器，其制备过程如下所述。1、将HAuCl4和柠檬酸钠溶解在去离子水中后快速加入冰的NaBH4，搅拌冷却至室温，形成Au纳米粒子，在4℃温度下保存；2、将Na2MoO4溶解在去离子水中，用HCl调节pH值至6.5，加入L-半胱氨酸搅拌1h，放入反应釜中在180℃温度下反应48h生成花状MoS2；3、用HNO3/去离子水、乙醇/去离子水预处理GCE(玻碳电极)；4、采用化学法制备交联剂CS(Au-壳聚糖)；5、将所述花状MoS2在乙醇/去离子水中超声振动形成均匀MoS2悬浮液；6、将所述Au纳米粒子与所述交联剂CS按比例混合形成Au-CS混合溶液；7、用注射器先将所述MoS2悬浮液滴涂在所述GCE上，用红外灯下照射使其干燥，再在其上滴涂所述Au-CS混合溶液，自然风干，在交联作用下形成Au/MoS2纳米复合材料层，制成Au/MoS2纳米复合材料无酶生物传感器。然而，所述方法步骤复杂，不易掌握；两步滴涂交联成膜工艺不易控制，可能导致结构缺陷，降低传感器性能。另外，所制成的无酶生物传感器被尝试检测双酚A。
技术实现思路
为了获得一种简单、可控的Au/MoS2纳米复合材料无酶生物传感器制备方法，并得到一种用于葡萄糖浓度检测的Au/MoS2纳米复合材料无酶生物传感器，我们提出一项名称为“Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器及其制备方法”的技术方案。一种Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器制备方法，其特征在于，将制备的花状MoS2悬浊液倒入沸腾的HAuCl4水溶液中，经持续搅拌加热使Au纳米粒子修饰到花状MoS2中，得Au/MoS2纳米复合材料，最后将所得Au/MoS2纳米复合材料固定在电极上制得Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器。一种Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器，其特征在于，所述Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器用于检测葡萄糖溶液浓度，检测方法为电化学法，检测装置为电化学工作站，将所述Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器作为电化学工作站中的工作电极，将被测葡萄糖溶液加入到电化学工作站中的电解液中，根据循环伏安特性曲线判断被测葡萄糖溶液的浓度。本专利技术其技术效果如下所述。本专利技术之方法相比于现有技术，先行制得Au/MoS2纳米复合材料，如图1所示，不再借助于交联剂实现这种复合，再采用常规工艺一次性将生物敏感材料固定于电极基底上。两步反应即成功制得Au/MoS2纳米复合材料，步骤简单，工艺可控。采用本专利技术之方法，制备的中间产物MoS2同样呈花状，如图2所示，使得接下来制备的生物敏感材料具有更大的比表面积。Au纳米粒子修饰到花状MoS2表面，如图3所示。所制得的Au/MoS2纳米复合材料仅含有Au、Mo、S元素，非常纯净，如图4所示。将本专利技术之Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器用于检测葡萄糖溶液浓度，作为工作电极具有较好的可逆性，如图5所示，Au纳米粒子发挥出较好的电子传导性，明显改善作为生物敏感材料的Au/MoS2纳米复合材料的电子传导性，使得Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器中的电活性位点增多、导电性提高、电子传递能力增强，具体表现在工作电极表面的电子转移变得更容易，加快被测葡萄糖的氧化、还原过程，传感性能增强；这一点也为实际检测葡萄糖溶液浓度前后得到的循环伏安特性曲线所验证，如图6所示；能够在0～30mM浓度范围内准确检测葡萄糖溶液浓度，如图7所示，灵敏度较高；在被测葡萄糖溶液的浓度与氧化峰电流值之间存在较为精确的线性关系，如图8所示，说明本专利技术之Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器非常适合检测葡萄糖溶液浓度。与现有技术中的葡萄糖酶传感器相比，采用本专利技术之Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器检测葡萄糖溶液浓度，在反应过程中没有葡萄糖氧化酶的参与，工作电极表面的葡萄糖直接被电催化氧化为葡萄糖酸，从而提高其反应速率，操作简单、成本低、稳定性强、重复性好。附图说明图1为本专利技术之Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器制备方法中的两个步骤先后制备的两个中间产物花状MoS2和Au/MoS2纳米复合材料的XRD图谱；图中在2θ＝14.13°、33.48°、39.73°、49.09°、59.07°附近出现的衍射峰分别对应于2H-MoS2的(002)、(101)、(103)、(105)、(110)晶面，与标准结构MoS2衍射峰完全一致(JCPDScard37-1492)，用方块标注；图中在2θ＝38.184°、44.392°、64.576°附近出现的衍射峰分别对应于Au的(111)、(200)、(220)晶面，与标准结构Au衍射峰完全一致(JCPDScard04-0784)，用椭圆斑点标注。该XRD图谱说明本专利技术之方法经过两个步骤即制得Au/MoS2纳米复合材料。图2为由本专利技术之Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器制备方法制备的Au/MoS2纳米复合材料的SEM照片，表明所制备的Au/MoS2纳米复合材料整体依然呈花状(Au纳米粒子修饰花状MoS2后并未改变MoS2的花状形貌)。图3为由本专利技术之Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器制备方法制备的Au/MoS2纳米复合材料的TEM照片，由此可观察到花状MoS2表面由若干个细小的“花瓣”堆积而成，“花瓣”又是由弯曲的层状MoS2堆叠而成，“花瓣”上存在一些纳米颗粒，说明Au纳米粒子修饰在MoS2表面。图4为由本专利技术之Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器制备方法制备的Au/MoS2纳米复合材料的EDS图谱，由此看出在Au/MoS2纳米复合材料中仅含有Mo、S、Au元素，说明该中间产物非常纯净。图5为本专利技术之Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器的循环伏安特性曲线图，该图同时给出MoS2/NF生物传感器及NF裸电极的循环伏安特性曲线(NF为泡沫镍)。由此可见，三个循环伏安特性曲线均出现了一对稳定、对称的氧化还原峰，说明工作电极具有较好的可逆性；相比MoS2/NF、NF，相同扫速下Au/MoS2/NF具有更高的氧化还原峰电流，这表明Au纳米粒子具有较好的电子传导性，将其修饰在MoS2表面后有效促进了生物敏感材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器制备方法，其特征在于，将制备的花状MoS2悬浊液倒入沸腾的HAuCl4水溶液中，经持续搅拌加热使Au纳米粒子修饰到花状MoS2中，得Au/MoS2纳米复合材料，最后将所得Au/MoS2纳米复合材料固定在电极上制得Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器。

【技术特征摘要】
1.一种Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器制备方法，其特征在于，将制备的花状MoS2悬浊液倒入沸腾的HAuCl4水溶液中，经持续搅拌加热使Au纳米粒子修饰到花状MoS2中，得Au/MoS2纳米复合材料，最后将所得Au/MoS2纳米复合材料固定在电极上制得Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器。2.根据权利要求1所述的Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器制备方法，其特征在于，花状MoS2悬浊液的制备过程如下所述，将浓度为7.3×10-2M的Na2MoO4和浓度为3.68×10-1M的CH4N2S一同，以及浓度为1.6×10-2M的CTAB先后倒入50mL去离子水中，均匀搅拌15min，然后用浓度为2M的NaOH调节pH值至8，制成前驱体溶液；将所述前驱体溶液加热至240℃，反应48h，冷却至室温离心甩干，清洗后在60℃温度下做干燥处理，在N2中500℃退火处理1h，获得花状MoS2；将所述花状MoS2在乙醇/去离子水中超声振动形成均匀悬浮液，得到浓度为0.65mM的花状MoS2悬浊液。3.根据权利要求1所述的Au/MoS2纳米复合材料葡萄糖无酶生物传感器制备方法，其特征在于，Au/MoS2纳米复合材料的制备过程如下所述，将所述花状MoS2悬浊液倒入50mL沸腾的浓度为0.081mM的HAuCl4水溶液中，持续搅拌加热至再次沸腾一段时间，使Au纳米粒子修饰到花状MoS2中，停止加热，冷却至室温后离心甩干，清洗后在40℃温度下做干燥处理，得Au/MoS2纳米复合材料。4.根据权利要求1所述的Au/M...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟英娇，李金华，楚学影，徐铭泽，金芳军，方铉，魏志鹏，王晓华，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22