[发明专利]一种普鲁士蓝修饰电极的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种普鲁士蓝修饰电极的制备方法，所制备的电极可以应用在化工、食品安 全或者医药卫生中过氧化氢、葡萄糖、血糖、胆固醇、氨基酸和乙醇等检测。

背景技术

自从18世纪初，普鲁士蓝在德国被意外发现以来，其各种性质被人们所广泛研究。而普 鲁士蓝结构中所具有的不同价态的铁元素使得其具有电催化性质。随着科学技术的发展，人 们越来越重视生命物质的检测，生物传感器的应用得到了空前的发展。电极作为生物传感器 的核心部件也得到了众多研究者的关注。普鲁士蓝由于其电催化性质也被用于传感器中电极 的制备。

作为血糖中一个重要的指标，葡萄糖的含量被人们所重视，过氧化氢作为葡萄糖氧化的 副产物，可以用来间接反应葡萄糖含量；并且过氧化氢本身就是牛奶等食品中所要控制的指 标，因此对过氧化氢含量的检测是很有意义的。过氧化氢可以在普鲁士蓝表面得到电子还原 成氢氧离子，其电流的变化即可以被检测出来。普鲁士蓝修饰电极用来检测过氧化氢相比于 传统电极具有检测电势低的优点，在低的电势下检测可以避免抗坏血酸和尿酸等被氧化而产 生的电流干扰，大大增加了其灵敏度。此外普鲁士蓝修饰电极结合不同的氧化酶还可以应用 于胆固醇、氨基酸等体系的检测中。现今，制备普鲁士蓝修饰电极主要有电沉积以及自组装 两种主流的方法，但是他们都有自身的不足。电沉积法不适合进行大规模生产；自组装法需 要在基底表面预涂一层聚电解质，这层电解质有可能会增加膜的厚度，致使电子的传导速率 的降低。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种普鲁士蓝修饰电极的制备方法。该方 法简便可控，适用于化工、食品安全或者医药卫生中过氧化氢、葡萄糖、血糖、胆固醇、氨 基酸和乙醇等的检测，可以多只电极同时制备，具有良好的大规模生产前景。

本发明的技术方案为：一种普鲁士蓝修饰电极的制备方法，其步骤包括：

1)将基底电极进行表面预处理，具体可以包括：

将基底电极用金相砂纸打磨至无特殊反光。将打磨好的电极浸泡在Piranha溶液(浓硫酸 与过氧化氢以7∶3的比例混合)中一段时间，然后用去离子水冲洗干净。最后在去离子水中 进行超声清洗一段时间后结束预处理过程。

2)将预处理后的电极固定在气溶胶沉积箱中；

3)配制阴离子溶液和KCl水溶液，及阳离子溶液和KCl水溶液，两者具有相同的浓度；

4)将配置好的阴离子溶液和KCl溶液装入超声雾化器中，超声雾化成气溶胶后，通入 气溶胶沉积箱中；通入一段时间后，再将阳离子溶液和KCl水溶液超声雾化成气溶胶后通入 气溶胶沉积箱中反应若干时间，得到普鲁士蓝修饰电极。

上述技术方案中所述的基底材料为金属或者金属片。

所述步骤1中，所述阴离子溶液为K₄Fe(CN)₆或者K₃Fe(CN)₆溶液，所述阳离子溶液为 FeCl₃或者(NH₄)₂Fe(SO₄)₂溶液，浓度为0.01-2M；KCl的浓度为0.01-0.5M，pH值控制在1-7。

作为本发明的进一步改进，所述步骤4中环境温度优选控制在0-100℃；通入阳离子和阴 离子气溶胶的时间优选为1-600min。

作为本发明的进一步改进，所述步骤4可重复若干次数，以增加普鲁士蓝的膜厚度，优 选重复次数为10-60次；

作为本发明的进一步改进，所述步骤4得到的普鲁士蓝修饰电极放入烘箱中干燥，以达 到更好效果。优选干燥时间为30-60min。

有益效果

本发明是基于气溶胶沉积方法的普鲁士蓝修饰电极的制备工艺。利用普鲁士蓝与电极之 间的作用力为结合，可以在金属电极上直接的沉积上一层普鲁士蓝。由于利用阴阳离子之间 的反应来合成普鲁士蓝，可以依靠静电力作用，通过控制循环交替涂膜的次数来控制膜厚。 达到了制备纳米级膜材料和膜结构的控制。同时由于其沉积为吸附过程，沉积时间以及环境 温度对沉积上电极的普鲁士蓝膜厚具有影响。普鲁士蓝膜厚随着沉积次数、沉积时间以及环 境温度的增加而增大。本发明方法简单、经济并且可以适用于多只的电极的同时生产。

附图说明