一种非酶葡萄糖传感检测系统技术方案

公开了一种非酶葡萄糖传感检测系统及其制备工艺，利用简单且低温的水热法工艺可以制作出质量好缺陷较少的氧化锌纳米线，本发明专利技术额外添加并附着于底层的导电油墨层让氧化锌纳米线的感测能力增强，不但在物性上有良好的质量，具有良好的灵敏度与相对高的决定系数，测量范围也优于检测纸，可量测3mMol/L以内较精准的葡萄糖浓度。

【技术实现步骤摘要】
一种非酶葡萄糖传感检测系统
本专利技术涉及新材料领域，更具体地讲，涉及一种非酶葡萄糖传感检测系统及其制备工艺。
技术介绍
葡萄糖传感器可分为酶型和非酶型。酶型就是通过利用葡萄糖氧化酶来氧化葡萄糖，再通过传感器装置以电讯号显示出来数据，进而得知含量；非酶型就是利用电化学反应来模拟酶的作用，进而通过电子移动来达到氧化葡萄糖的效果，再通过传感器系统显示出来。通过使用葡萄糖酶（如葡萄糖氧化酶）的酶葡萄糖生物传感器发现，其化学不稳定性，操作复杂性和较差的再现性是它们广泛应用的主要障碍，而且无法在低于pH2与高于pH8使用，因为这两种环境会使酵素影响其活性甚至失去效果，此外在温度高于40℃也会直接失去特性，更重要的是，因为洗涤会影响酵素的特性，所以酵型量测皆为一次性使用。非酶型的葡萄糖传感器不需要考虑酶的因素，还具有低极限值、存放方便、制作成本也较低的优点，这就大大地扩大了其使用范围，不论环境还是限度，都相对酶型葡萄糖传感器准确、稳定，因此开发一种新型的非酶葡萄糖传感检测系统及其制备工艺就十分有必要。
技术实现思路
因此，针对现有技术上存在的不足，提供本专利技术的示例以基本上解决由于相关领域的限制和缺点而导致的一个或更多个问题，安全性和可靠性大幅度提高，有效的起到保护设备的作用。按照本专利技术提供的技术方案，本专利技术公开了一种非酶葡萄糖传感检测系统的制备工艺，其中，非酶葡萄糖传感检测系统的制备工艺包括如下制备步骤：A．清洁处理基板组件；B．制备种子溶液；C．制备生长溶液；D．添加导电油墨；E．沉积氧化锌纳米线。进一步的，基板组件包括纸基芯片和硅基板，制备基板组件时，先将纸基芯片和硅基板分别清洁处理，然后将纸基芯片贴合在硅基板上，放入透明盒内。纸基芯片清洁处理包括如下步骤：将纸基芯片从包装纸中取出，用去离子水冲洗后用氮气喷枪吹干；硅基板清洁处理包括如下步骤：1）.将硅基板先浸泡于丙酮中，使用超声振荡器清洗10分钟，清除基板上残留的油渍，完成后取出；2）.再将其浸泡于甲醇中，超声振荡器清洗10分钟，清除基板上残留的有机物，完成后将硅基板取出；3）.接着浸泡于去离子水振荡10分钟，去除残留的清洗液，并用氮气喷枪吹干使其干燥。进一步的，种子溶液的制备工艺包括如下步骤：1）取0.12克氢氧化钠加入100ml的甲醇中，制成氢氧化钠溶液；2）取0.328克醋酸锌加入150ml的甲醇中，制成醋酸锌溶液；3）将醋酸锌溶液在电磁加热搅拌器中搅拌且加热至60℃后，接着将氢氧化钠溶液利用定压输送泵以50ml/h的速度滴入醋酸锌溶液中；4）滴完100ml后以60℃的温度加热三小时，持续搅拌10小时后，制备出氧化锌纳米线的种子溶液。进一步的，生长溶液的制备工艺包括如下步骤：取0.7435克六水合硝酸锌、0.35克六亚甲基四胺加入100ml去离子水中，搅拌均匀。进一步的，其中导电油墨的添加包括如下步骤：1）将清洁后的基板组件从透明盒内取出，使用耐热胶带覆盖纸基芯片的一部分；2）使用冲孔器对基板组件进行操作，在纸基芯片上打一个孔洞，使得纸基芯片的工作电极裸露出来；3）使用机械式微量滴管吸取0.8ul的导电油墨，滴在工作电极上面；4）然后放入烘箱内，烘箱设定85℃，烘烤30分钟后取出，工作电极上形成导电层。进一步的，其中沉积氧化锌纳米线包括如下步骤：1）利用电磁加热搅拌器先把种子溶液均匀搅拌，把在底部沉淀物均匀融入溶液中；2）使用机械式微量滴管吸取2ul的种子溶液滴在有导电油墨层的工作电极上，放入烘箱中烘烤3分钟，烘箱温度设定85℃，取出后再滴入2ul的种子溶液于工作电极上，放入相同温度的烘箱中烘烤3分钟，重复四次，完成种子层的制备；3）把生长溶液倒入培养皿中，把有种子层的纸基芯片的电极面向水面，基板组件的背面与支撑物连接；4）把基板组件放入生长溶液中，让液体液面高于基板组件；5）用铝箔纸包覆培养皿，再放入烘箱中，烘箱温度设定85℃或95℃，沉积时间为4小时；6）4个小时后，取出基板组件，并移除耐热胶带，使基板组件朝上并立即用去离子水冲洗表面残留的盐类；7）然后放入培养皿中并再放进烘箱中以37℃的温度烘干，即为氧化锌纳米线。进一步的，孔洞的面积与工作电极的面积相同。进一步的，本专利技术还公开了一种非酶葡萄糖传感检测系统，该非酶葡萄糖传感检测系统由上述制备工艺制备而得。本专利技术提供了一种非酶葡萄糖传感检测系统及其制备工艺，利用简单且低温的水热法工艺可以制作出质量好缺陷较少的氧化锌纳米线，本专利技术额外添加并附着于底层的导电油墨层让氧化锌纳米线的感测能力增强，不但在物性上有良好的质量，具有良好的灵敏度与相对高的决定系数，测量范围也优于检测纸，可量测3mMol/L以内较精准的葡萄糖浓度。附图说明图1为本专利技术的氧化锌与葡萄糖之间的电子传递示意图。图2为本专利技术的沉积纳米线的工艺过程示意图。图3为本专利技术的种子溶液制作示意图。图4为本专利技术的生长溶液制作示意图。图5为本专利技术的在纸基芯片上生长氧化锌纳米线示意图。图6为本专利技术的感测组件示意图。图7为本专利技术的测试结果示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。以下将结合附图所示的具体实施方式对本专利技术进行详细描述。但这些实施方式并不限制本专利技术，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本专利技术的保护范围内。下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。非酵型葡萄糖传感器，主要是利用具有催化能力的电极材料，取代葡萄糖化酵素。在众多金属氧化物材料中，氧化锌是具有高能隙半导体材料，且也有高激子束缚能60meV，所以有热稳定性、化学稳定性等优点，由于一维纳米结构具有大的体表面积和独特的量子穿隧效应，所以选用此材料做为葡萄糖的催化。图1为氧化锌与葡萄糖之间的电子传递示意图，当氧化锌与NaOH接触时，因为电解质的化学势与氧化锌费米能级相等，让氧化锌的导带与价带向下弯曲形成能障。而葡萄糖被氧化而释放的电子，经过能障到达氧化锌导带有三种方式可以传导：当溶液环境温度升高，载子有足够的能量，可直接跨过能障传导至导带，为热离子发射；而当溶液中葡萄糖浓度升高，环境电场的变化让能带弯曲，而载子有机会在能障变小的状态下传导至导带；或是电子利用本质中的缺陷，弹跳至导电层，造成穿隧。本专利技术有添加导电油墨，会先滴在预沉积的基板上，烘干后就可用种子溶液滴在有油墨层的面积上，之后层沉积的纳米线具有良好的导电性。图2为本专利技术沉积纳米线的示意图，可以看到基板上方依序是导电油墨层、种子层、纳米线。实施例一：基板组件清洁处理本专利技术所用到的基板组件包括纸基芯片及硅基板，为了使基板组件在铺种子层时，不受基板组件表面杂质影响，所以要先做清洁处理。纸基芯片与硅基板处理方式不同，分开处理。纸基芯片从包装纸打开取出新纸基芯片，用去离子水冲洗后用氮气喷枪吹干，再放置于干净透明盒内，以免再污染表面。而硅基板先浸泡于丙酮中，使用超声波振荡本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非酶葡萄糖传感检测系统的制备工艺，其特征在于，所述的非酶葡萄糖传感检测系统的制备工艺包括如下制备步骤：/nA．清洁处理基板组件；/nB．制备种子溶液；/nC．制备生长溶液；/nD．添加导电油墨；/nE．沉积氧化锌纳米线。/n

【技术特征摘要】
1.一种非酶葡萄糖传感检测系统的制备工艺，其特征在于，所述的非酶葡萄糖传感检测系统的制备工艺包括如下制备步骤：
A．清洁处理基板组件；
B．制备种子溶液；
C．制备生长溶液；
D．添加导电油墨；
E．沉积氧化锌纳米线。


2.根据权利要求1所述的一种非酶葡萄糖传感检测系统的制备工艺，其特征在于，其中，所述的基板组件包括纸基芯片和硅基板，制备所述的基板组件时，先将所述的纸基芯片和所述的硅基板分别清洁处理，然后将所述的纸基芯片贴合在所述的硅基板上，放入透明盒内。


3.根据权利要求1所述的一种非酶葡萄糖传感检测系统的制备工艺，其特征在于，所述的纸基芯片清洁处理包括如下步骤：将纸基芯片从包装纸中取出，用去离子水冲洗后用氮气喷枪吹干。


4.根据权利要求1所述的一种非酶葡萄糖传感检测系统的制备工艺，其特征在于，所述的硅基板清洁处理包括如下步骤：
1）.将硅基板先浸泡于丙酮中，使用超声振荡器清洗10分钟，清除硅基板上残留的油渍，完成后取出；
2）.再将其浸泡于甲醇中，超声振荡器清洗10分钟，清除硅基板上残留的有机物，完成后将硅基板取出；
3）.接着浸泡于去离子水振荡10分钟，去除残留的清洗液，并用氮气喷枪吹干使其干燥。


5.根据权利要求1所述一种非酶葡萄糖传感检测系统的制备工艺，其特征在于，所述的种子溶液的制备工艺包括如下步骤：
1）取0.12克氢氧化钠加入100ml的甲醇中，制成氢氧化钠溶液；
2）取0.328克醋酸锌加入150ml的甲醇中，制成醋酸锌溶液；
3）将醋酸锌溶液在电磁加热搅拌器中搅拌且加热至60℃后，接着将氢氧化钠溶液利用定压输送泵以50ml/h的速度滴入醋酸锌溶液中；
4）滴完100ml后以60℃的温度加热三小时，持续搅拌10小时后，制备出氧化锌纳米线的种子溶液。


6.根据权利要求1所述一种非酶葡萄糖传感检测系统的制备工艺，其特征在于，所述的生长...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈英兰，李娟，
申请(专利权)人：盐城瑞力达科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32