【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电分析检测领域，具体涉及一种碳纸基非酶葡萄糖传感电极及其制备方法及应用。
技术介绍
1、糖尿病是一组常见的代谢内分泌疾病，严重威胁着人类的健康。因此，快速准确的测定血液中的葡萄糖在医学检测方面具有重要意义。相比传统的基于酶的葡萄糖检测方法，非酶葡萄糖检测方法具有制备简单、容易操作、灵敏度高、检测限低、重现性好及高稳定性等优点。基于非酶葡萄糖检测方法的开发，技术核心就是电极的设计，关键在于合成具有高性能的材料用于修饰电极，以便在非酶葡萄糖的检测中展现出较好的性能。
2、目前，非酶葡萄糖检测系统的构建方面，主要是电极修饰材料的多样化和电化学氧化葡萄糖的催化性能。常用的电极修饰材料有金属及其化合物、碳基材料、导电聚合物等。碳材料和导电聚合物具有良好的导电性，可作为很好的电极材料，但催化位点不足，单独使用很难实现高性能催化氧化葡萄糖。金属及其化合物常被用作模拟酶，可实现高性能电催化氧化葡萄糖。然而，单独使用金属及其化合物作为电极材料，一方面，无法充分暴露催化位点；另一方面，很难维持电极的稳定性。因此，需要提供一种在非酶葡萄糖检测中，能充分暴露催化位点和稳定性好的电极。
技术实现思路
1、为了解决现有的电极修饰材料在应用于无酶葡萄糖检测系统中存在的催化位点不足、无法充分暴露催化位点、很难维持电极的稳定性等问题，本专利技术提供了一种碳纸基非酶葡萄糖传感电极及其制备方法及应用，该传感电极能充分暴露催化点位，以及有效提高电极的稳定性，从而使检测灵敏度以及检测线性范围得到了
2、为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术第一方面提供了一种碳纸基非酶葡萄糖传感电极的制备方法，包括以下步骤：
4、将预处理的碳纸浸泡在邻硝基苯胺溶液中，进行电化学聚合，以使聚邻硝基苯胺负载在碳纸表面，得到表面负载有聚邻硝基苯胺的聚邻硝基苯胺/碳纸电极；
5、将聚邻硝基苯胺/碳纸电极置于ni-p电镀液中进行恒电位沉积，得到聚邻硝基苯胺/ni-p/碳纸电极；
6、所述ni-p电镀液为硫酸镍、氯化镍、硼酸和磷酸二氢钠的混合溶液。
7、其中，聚邻硝基苯胺/ni-p/碳纸电极电催化葡萄糖的机理如下：
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11、本专利技术通过电化学聚合和恒电位沉积技术制备了聚邻硝基苯胺/ni-p/碳纸电极，即碳纸基非酶葡萄糖传感电极，具有良好的电催化活性，能够在非酶条件下电催化氧化葡萄糖。其中，聚邻硝基苯胺能够有效防止ni-p颗粒的团聚，使得ni-p可充分暴露电催化活性位点，提高复合材料的电催化性能。
12、在一个优选实施例中，所述邻硝基苯胺溶液的浓度为0.006～0.008mol/l；所述邻硝基苯胺溶液的ph值为6～9。
13、在一个优选实施例中，所述ni-p电镀液中，所述硫酸镍、所述氯化镍、所述硼酸和所述磷酸二氢钠的摩尔比为0.8～1.2：0.1～0.3：0.4～0.6：0.8～1.0。
14、在一个优选实施例中，所述恒电位沉积的温度为20～30℃，所述恒电位沉积的时间1000～2000s，所述恒电位沉积的电位为-0.85～-1.0v。
15、所述恒电位沉积的具体过程如下：
16、采用三电极体系，聚邻硝基苯胺/碳纸电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂片电极为辅助电极，将所述工作电极、参比电极和辅助电极置于ni-p电镀液中，连接电化学工作站，通过恒电位沉积制备得到聚邻硝基苯胺/ni-p/碳纸电极，即为碳纸基非酶葡萄糖传感电极。
17、在电沉积ni-p过程中，ni-p电镀液主要影响电沉积ni-p的组成成分。其中，温度会对沉积的速度和颗粒大小具有影响，沉积时间会对沉积的量具有影响，沉积电位则影响沉积成功与否以及组成和沉积时间。因此，通过对沉积温度、沉积时间以及沉积电位的控制，能够使ni-p更好地沉积，提高沉积效果。
18、在一个优选实施例中，所述电化学聚合的方法是：循环伏安法，电位范围为-0.4v～1.4v，扫描速度为50mv/s，扫描圈数为20～50。
19、所述电化学聚合具体过程如下：
20、采用三电极体系，预处理的碳纸作为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂片电极为辅助电极，将所述工作电极、参比电极和辅助电极置于邻硝基苯胺溶液中，并连接电化学工作站，通过循环伏安法制备得到聚邻硝基苯胺/碳纸电极。
21、在一个优选实施例中，所述预处理的碳纸的具体过程如下：
22、将碳纸清洗，用以去除表面吸附的杂质，清洗后晾干，置于硫酸中进行活化处理，得到预处理碳纸；所述硫酸的浓度为0.5mol/l；
23、所述清洗后还包括将清洗后的碳纸浸泡在体积比为1∶1的水和乙醇的混合溶液中，所述浸泡时间为10min；所述碳纸为亲水性碳纸。
24、本专利技术第二方面提供了一种碳纸基非酶葡萄糖传感电极，所述碳纸基非酶葡萄糖传感电极是通过本专利技术第一方面提供的制备方法得到的。
25、本专利技术第三方面提供了一种三电极检测体系，包括参比电极、辅助电极和工作电极；所述参比电极为饱和甘汞电极，所述辅助电极为铂电极，所述工作电极为本专利技术第二方面提供的碳纸基非酶葡萄糖传感电极。
26、本专利技术第四方面提供了一种利用三电极检测体系检测葡萄糖的方法，所述三电极检测体系为本专利技术第三方面提供的三电极检测体系，具体方法包括以下步骤：
27、将三电极检测体系置于电解液中，采用计时电流法，在持续搅拌的情况下，分别将不同浓度的系列葡萄糖溶液滴加到电解液中，检测得到不同浓度的系列葡萄糖溶液氧化所产生的电流值，根据电流值和系列葡萄糖溶液的浓度的对应关系，绘制标准曲线；
28、将含有葡萄糖的待测溶液加入电解液中，检测得到待测溶液对应的电流值，将待测溶液对应的电流值代入标准曲线中，计算得到待测溶液中葡萄糖的浓度。
29、在一个优选实施例中，所述电解液为氢氧化钠溶液，所述氢氧化钠溶液浓度为0.1mol/l；
30、所述标准曲线的线性范围为1.00×10-6～1.50×10-3mol/l；
31、所述计时电流法具体为：设置施加电位为0.5v，在持续搅拌的情况下，每隔50s滴加不同浓度的系列葡萄糖溶液，并记录所产生的电流值。
32、与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果是：
33、(1)本专利技术制备得到的碳纸基非酶葡萄糖传感电极，即聚邻硝基苯胺/ni-p/碳纸电极具有检测快、反应灵敏的效果。其中，聚邻硝基苯胺含有丰富的氨基活性基团，可吸附镍离子并促进ni-p的沉积，同时能够有效防止ni-p颗粒的团聚，使得ni-p可充分暴露电催化活性位点，提高复合材料的电催化性能。ni-p颗粒的催化位点能够对葡萄糖进行电催化氧化，从而有效提高了对葡萄糖的检测效果，因此通本专利技术中的聚邻硝基苯胺/ni-p/碳纸电极能够提高检测的电信号，获得更好的线性范围。...
【技术保护点】
1.一种碳纸基非酶葡萄糖传感电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的碳纸基非酶葡萄糖传感电极的制备方法，其特征在于，所述邻硝基苯胺溶液的浓度为0.006～0.008mol/L；所述邻硝基苯胺溶液的pH值为6～9。
3.根据权利要求1所述的碳纸基非酶葡萄糖传感电极的制备方法，其特征在于，所述Ni-P电镀液中，硫酸镍、氯化镍、硼酸和磷酸二氢钠的摩尔比为0.8～1.2：0.1～0.3：0.4～0.6：0.8～1.0。
4.根据权利要求1所述的碳纸基非酶葡萄糖传感电极的制备方法，其特征在于，所述恒电位沉积的温度为20～30℃，所述恒电位沉积的时间为1000～2000s，所述恒电位沉积的电位为-0.85～-1.0V。
5.根据权利要求1所述的碳纸基非酶葡萄糖传感电极的制备方法，其特征在于，所述电化学聚合的方法是：循环伏安法，电位范围为-0.4V～1.4V，扫描速度为50mV/s，扫描圈数为20～50。
6.根据权利要求1所述的碳纸基非酶葡萄糖传感电极的制备方法，所述预处理的碳纸的具体制备过程如下：>
7.一种采用权利要求1～6任意一项所述的制备方法制备得到的碳纸基非酶葡萄糖传感电极。
8.一种三电极检测体系，包括参比电极、辅助电极和工作电极，所述参比电极为饱和甘汞电极；所述辅助电极为铂电极，其特征在于，所述工作电极为权利要求6所述的碳纸基非酶葡萄糖传感电极。
9.一种利用三电极检测体系检测葡萄糖的方法，其特征在于，所述三电极检测体系为权利要求8的三电极检测体系；具体方法包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种碳纸基非酶葡萄糖传感电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的碳纸基非酶葡萄糖传感电极的制备方法，其特征在于，所述邻硝基苯胺溶液的浓度为0.006～0.008mol/l；所述邻硝基苯胺溶液的ph值为6～9。
3.根据权利要求1所述的碳纸基非酶葡萄糖传感电极的制备方法，其特征在于，所述ni-p电镀液中，硫酸镍、氯化镍、硼酸和磷酸二氢钠的摩尔比为0.8～1.2：0.1～0.3：0.4～0.6：0.8～1.0。
4.根据权利要求1所述的碳纸基非酶葡萄糖传感电极的制备方法，其特征在于，所述恒电位沉积的温度为20～30℃，所述恒电位沉积的时间为1000～2000s，所述恒电位沉积的电位为-0.85～-1.0v。
5.根据权利要求1所述的碳纸基非酶葡萄糖传感电...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘琳，郭锦，李乐欣，周恩凤，周丹红，石智强，
申请(专利权)人：宿州学院，
类型：发明
国别省市：
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