【技术实现步骤摘要】
本技术涉及葡萄糖传感器，具体是一种基于生物质衍生的垂直石墨烯葡萄糖传感器。
技术介绍
1、申请公布号为cnl03033549a专利文件公开了一种石墨烯修饰的葡萄糖传感器及其制备方法，该传感器是是由葡萄糖氧化酶和辣根过氧化物酶共同构建的双酶葡萄糖传感器，可测量葡萄糖含量，其所用的石墨烯的电传导性、生物相容性依然有局限性，传感器本身拉伸性差，且双酶体系的构建不仅工艺复杂而且成本较高。申请公布号为201711484052.0和cn 205607915u专利文件所制备的三维石墨烯采用的气态碳源以及需要高温制备所需的成本和材料来源的局限性，难以实现转化。
技术实现思路
1、本技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于生物质衍生的垂直石墨烯葡萄糖传感器。
2、本技术的技术解决方案如下：
3、一种基于生物质衍生的垂直石墨烯葡萄糖传感器，克服现有葡萄糖传感器普遍存在的人体侵入性、生物相容性差、工艺流程繁琐、精确度低等问题，可广泛在自我管理血糖方面应用到糖尿病患者身上；
4、本技术采用垂直维石墨烯作为葡萄糖传感器的工作电极功能层，垂直石墨烯通过增加电极的比表面积和导电性显著改善了氧化电流信号而葡萄糖传感器的灵敏度。此外，高离子电导率和垂直石墨烯的亲水性增强了葡萄糖的氧化性能。垂直石墨烯是三维结构，比表面积大，葡萄糖氧化酶负载成功量高，而且其结构稳定，同时垂直石墨烯的多孔网络结构为传感提供了许多活性位点。石墨烯经常用于一次性葡萄糖传感器，以改善
5、本技术还公开了一种基于生物质衍生的垂直石墨烯葡萄糖传感器，包括柔性基底层、设置在所述柔性基底层上的垂直石墨烯层以及设置在垂直石墨烯层上的三电极(we、ce和re)和绝缘薄膜层，所述绝缘薄膜层附着在所述三电极和垂直石墨烯层上，且所述绝缘薄膜层由混合溶液固化制得，所述混合溶液包括第一蛋白质溶液和葡萄糖氧化酶溶液。
6、所述垂直石墨烯层为多个垂直设置在柔性基底层的纳米片所形成的多孔网络骨架结构；
7、所述柔性基底为葡萄糖氧化酶薄膜。
8、具体实施包括以下步骤：
9、s1：柔性基底层的步骤包括：将葡萄糖氧化酶溶液与水溶性聚合物溶液进行混合，浇筑成膜，得到所述柔性基底层1；其中，所述葡萄糖氧化酶溶液的质量分数为2-10％；
10、s2：垂直石墨烯的制备步骤如下：
11、a1：由生物质组成的缓冲材料(eco plus-uni，日本)，未经任何后处理即可用作前驱体。将一定厚度的镍箔切成50×60mm大小的薄片，用乙醇和水超声清洗10min，最后在干箱中干燥，作为生长vg的基底；
12、a2：随后，将生物质前驱体装载在箔片表面，然后转移到功率为900w的2.45gmpecvd设备的空腔上。当沉积室抽真空达到一定压力达到40pa时，将等比例流量的ar(20sccm)和h2(20sccm)气体引入沉积室，达到低温150℃时，开启等离子体，生长不同的时间；
13、a3：等离子体辐照后，关闭等离子体，mpecvd设备自然冷却至室温，可得到无需后处理直接剥离的vg；
14、s3：将剥离的垂直石墨烯片，在乙醇与粘结剂一定比例下混合成均一溶液，均匀的涂敷在柔性基底上；
15、s4：利用真空离子镀膜设备在垂直石墨烯层上磁控溅射形成对电极、参比电极以及工作电极；其中，每个所述电极宽度为2-4mm，相邻两个电极之间的距离为0.5-2mm，得到预产品；
16、s5：将所述预产品置于蛋白质溶液和葡萄糖氧化酶混合溶液进行提拉镀膜，而后固化形成所述绝缘薄膜层；其中，在提拉镀膜过程中，所述预产品以150-250μm/s的速率浸渍至所述混合溶液中，以150-250μm/s的速度提拉出所述混合溶液；
17、s6：将镀膜后的预产品置于固化剂进行固化20-24h，可得到葡萄糖传感器。
18、作为本技术的优选方案，步骤s1中：所述水溶性聚合物为聚乙烯醇(pva)、聚酯(pet)、聚酰亚胺(pi)和聚萘二甲酯乙二醇酯(pen)中的一种或多种；和/或；
19、作为本技术的优选方案，步骤s2中，所述生物质缓冲材料包括聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚苯乙烯(ps)、聚氯乙烯(pvc)和乙烯-醋酸乙烯(eva)中的一种或多种；
20、作为本技术的优选方案，所述的h2和ar的比例为10:10、20:20和30:30中的一种，所述的生长时间为1-30min；
21、步骤a1中，所述镍箔厚度为10-50μm。
22、作为本技术的优选方案，步骤s3中：所述的粘结剂为聚丙烯酰胺(pam)、萘酚、聚氨酯胶粘剂、环氧树脂胶粘剂中的一种；
23、所述的垂直石墨烯、乙醇和粘结剂的比例为10:1:1、15:1:1和20:2:1的一种；
24、作为本技术的优选方案，步骤s5中：所述蛋白质溶液为丝素蛋白溶液，其质量比为2-10％；
25、作为本技术的优选方案，步骤s6中：所述固化剂为聚酰胺、脂肪族酸酐和双氰胺的一种或多种。
26、本技术公开了一种如上所述的基于生物质衍生的垂直石墨烯葡萄糖传感器的制备方法。
27、本技术可取得以下有益效果至少其中之一：
28、(1)本技术克服了现有常规葡萄糖传感器检测效果的不足以及结构复杂不易携带的问题，能够以经济环保、简单高效及质量且结构大小可控的方式制得垂直石墨烯便携式葡萄糖传感器，且垂直石墨烯具有丰富的三维开发网络结构和高比表面积等优点，有效地提升了对葡萄糖检测的灵敏性和实时性。
29、(2)由于浇筑成膜获得柔性衬底，离子溅射形成三电极以及采用提拉镀膜方式获得薄膜绝缘层，使葡萄糖氧化酶在垂直石墨烯上负载更加均匀，检测范围可更广阔，结构大小也可根据需要所控制，该垂直石墨烯便携式葡萄糖传感器可广泛用于医疗监护和居家糖尿病患者对血糖的自我管理
30、(3)本技术的方法所用原材料的来源广泛、成本低，生物质废料循环利用、有利于可持续发展。
31、(4)本技术的vg制备工艺简单，无序后续处理，可用于大规模生产。
32、(5)本技术所用的柔性基底为葡萄糖氧化酶薄膜的柔韧性好、生物相容性好.
33、(6)本技术利用vg的多孔结构可以进一步增强其的比表面积，同时连续的网络结构有利于电子的传递速率，从而提高葡萄糖检测的灵敏度。
34、(7)本技术通过涂敷的形式，充分结合利用不同材料的特性组装了基于垂直石墨烯葡萄糖传感器，它具有高灵敏度、长期的稳定性以及生物相容性，为检本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于生物质衍生的垂直石墨烯葡萄糖传感器，其特征在于，从下至上依序包括柔性基底层(1)、设置在所述柔性基底层(1)上的垂直石墨烯层(2)以及设置在垂直石墨烯层(2)上的三电极和绝缘薄膜层(3)；
【技术特征摘要】
1.一种基于生物质衍生的垂直石墨烯葡萄糖传感器，其特征在于，从下至上依序包括柔性基底层(1)、设置在...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱凌燕，王志朋，黄霞，邬林奕，胡淑钧，陈钰蓉，邓晓慧，
申请(专利权)人：南昌大学第一附属医院，
类型：新型
国别省市：
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