[发明专利]微型针式无酶葡萄糖传感器电极及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物传感器领域，尤其涉及一种微型针式无酶葡萄糖传感器电极及其制备方法。 

背景技术

血糖连续监测对于糖尿病患者的治疗、儿童早期糖尿病的筛查等具有重要的临床意义。然而，目前血糖检测的主要手段包括有创血糖检测仪和动态血糖监测系统，有创血糖检测仪操作频繁，不能对血糖浓度进行连续监测；现有的动态血糖监测系统微分析探头外径较大，植入佩戴者体内时需要借助注射器。为满足实时在线监测血糖仪对植入式葡萄糖传感器精确化、小型化的需求，以及对传感器稳定性、重复性及选择性的要求，微型针式葡萄糖传感器的构建具有的重要的研究意义。 

不锈钢是一种抗腐蚀高强度的金属材料，原料易得，价格便宜。不锈钢针灸针电极用于构建植入式葡萄糖传感器，具有面积较小、容易植入和携带的优点，能够满足实时在线监测血糖仪对传感器小型化的要求，但是由于裸不锈钢针电极的表面积非常小，同时不锈钢本身的电活性也很小，因此要构建具有高灵敏度的葡萄糖传感器必须对不锈钢针电极进行表面修饰。石墨烯具有良好的电化学性能，用石墨烯修饰不锈钢针电极能够大幅度提高电极的电活性面积，但是针灸针电极的直径很小，且与Au电极、玻碳电极等相比，难以用传统的电极表面膜修饰的方法在微型针电极表面制备葡萄糖分子敏感膜。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种微型针式无酶葡萄糖传感器电极及其制备方法，以克服不锈钢针电极表面难以成葡萄糖分子敏感检测膜的困难。 

为了达到发明目的，本发明采用了如下技术方案：一种微型针式无酶葡萄糖传感器电极，该电极是由石墨烯纳米纤维负载的Pt-Pb纳米花组成，且所述石墨烯纳米纤维插入所述Pt-Pb纳米花结构中。进一步地，所述石墨烯纳米纤维直径在30nm-100nm之间。 

进一步地，所述Pt-Pb纳米花直径在300nm-900nm之间。 

一种微型针式无酶葡萄糖传感器电极的制备方法，包括以下步骤： 

在微型针电极表面制备氧化石墨烯/壳聚糖/金属盐纳米纤维； 

将所述氧化石墨烯/壳聚糖/金属盐纳米纤维插入到Pt-Pb纳米花结构中，制备得到石墨烯纳米纤维负载的Pt-Pb纳米花微型针电极。 

进一步地，采用静电纺丝法制备所述氧化石墨烯/壳聚糖/金属盐纳米纤维。 

进一步地，采用超声间歇震荡恒电流电沉积法将所述氧化石墨烯/壳聚糖/金属盐纳米纤维插入到Pt-Pb纳米花结构中。 

进一步地，所述静电纺丝溶液的组分包括浓度为25mg/ml-50mg/ml的氯铂酸、质量浓度为0％-12％为聚乙烯醇、浓度为50mg/ml-100mg/ml的醋酸铅、浓度为5mg/ml-10mg/ml为氧化石墨烯、质量浓度为0.5％-2％为壳聚糖。 

进一步地，所述采用静电纺丝法制备所述氧化石墨烯/壳聚糖/金属盐纳米纤维的纺丝时间为50min-100min。 

进一步地，所述超声间歇震荡恒电流沉积法的电沉积的沉积时间为15min-30min，沉积电流为10mA-50mA，超声波功率为45W-100W，超声震荡间歇时间为1min-3min。 

与已有技术相比，本发明的有益成果体现在： 

本发明的特色之一在于利用静电纺丝技术在微型针电极表面制备氧化石墨烯/壳聚糖/金属盐纳米纤维薄膜，解决了石墨烯/金属盐难以在电极表面直接成纳米膜的问题，且纳米纤维具有大的比表面积，有利于电极电催化性能的提高。 

本发明的特色之二在于利用超声间歇震荡恒电流原位电沉积技术在微型针电极表面制备了石墨烯纳米纤维负载的Pt-Pb纳米花微型针电极，通过超声间歇震荡技术在金属离子沉积的同时将氧化石墨烯纤维插入金属纳米花中，利用石墨烯纳米纤维作为Pt-Pb纳米花的载体，纳米纤维和纳米花结构大的比表面积有利于传感器电化学性能的提高。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1是实施例1制备的电极样品的扫描电镜图片； 

图2是实施例2制备的电极的电流-浓度响应曲线； 

图3是实施例3制备的电极的电流-浓度响应曲线； 

图4是实施例4制备的电极的电流-浓度响应曲线。 

具体实施方式