[发明专利]一种(Zr100-tTit)xCuyRz块体非晶合金及制备方法及在无酶葡萄糖传感器电极上的应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种能够在生物传感器上应用的块体非晶合金，更特别地说，是指一种(Zr_100－tTi_t)_xCu_yR_z块体非晶合金及制备方法及在无酶葡萄糖传感器电极上的应用。该非晶无酶葡萄糖传感器电极的表面为原位生成的蜂窝式多孔结构。

背景技术

随着科学技术的进步，人类对健康的要求越来越高，相继开发出各种各样的技术和设备来治疗疾病。高灵敏度葡萄糖传感器作为监测溶液中葡萄糖的含量的重要工具，越来越受到人们的重视。目前开发的葡萄糖传感器主要分为载酶和无酶两大类。载酶葡萄糖传感器虽然在监测过程中有着高灵敏度和优良的选择性，但是酶在固定化和保存过程中极为容易失活和变性，而且酶对监测环境的要求很高，易受氧的影响，因此，载酶传感器的稳定性和重复性不佳。所以，开发具有高灵敏度、良好选择性的无酶葡萄糖传感器逐渐成为研究的热点。目前，人们开发的无酶葡萄糖传感器电极材料集中在贵金属元素。尽管贵金属电极对于直接检测葡萄糖表现出了很高的灵敏度，但是其在检测过程中易受到化学反应中间体、体液中其他活性物质（如抗坏血酸、尿酸、乙醇和对酰基氨基酚）和氯离子的干扰，灵敏度、响应速度和稳定性显著下降。因此，开发更稳定、更灵敏和抗干扰能力更强的无酶葡萄糖传感器具有重要意义。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种新的块体非晶合金材料，即摩尔百分比成分为(Zr_100－tTi_t)_xCu_yR_z块体非晶合金，其中t、x、y、z为摩尔百分数，t=0～100，x+y+z=100；40≤x≤80、5≤y≤50、1≤z≤45，R为Au、Ag、Pt、Pd、Ni、La、Ce、Y、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Si、B和Sn中的一种或一种以上。

本发明的目的之二是提出一种制备(Zr_100－tTi_t)_xCu_yR_z块体非晶合金薄带或者板材的方法。该方法首先按照目标成分(Zr_100－tTi_t)_xCu_yR_z称取Zr－Ti－Cu－R所需质量的纯元素，然后采用电弧熔炼炉进行熔炼，再利用快速凝固设备采用铸造工艺制成(Zr_100－tTi_t)_xCu_yR_z非晶合金薄带或者板材。

本发明的目的之三是提出一种制备蜂窝状多孔非晶无酶葡萄糖传感器电极的方法，该方法是在(Zr_100－tTi_t)_xCu_yR_z非晶合金薄带或者板材上进行的：首先，对(Zr_100－tTi_t)_xCu_yR_z非晶合金薄带或者板材进行表面喷丸处理；然后，经丙酮、酒精和蒸馏水超声清洗后，得到预成形电极件；然后将预成形电极件置于3wt.%NaCl溶液中，以预成形电极件为工作电极，铂电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，采用恒电流法腐蚀处理，电流密度为3～10mA/cm²，时间为1250秒，取出经蒸馏水超声处理3～10秒后，即得到无酶葡萄糖传感器电极。该无酶葡萄糖传感器电极的表面为蜂窝状多孔非晶阵列结构，该阵列的骨架为非晶结构，单个蜂窝的直径1～30微米，蜂窝管壁内表面吸附的Cu颗粒尺寸为1～300纳米。经本发明方法制得的电极能够在无酶条件下用于葡萄糖浓度的测量，且测量的灵敏度高、性能稳定、抗干扰能力强。

在(Zr_100－tTi_t)_xCu_yR_z非晶合金薄带或者板材上制备得到的蜂窝状多孔非晶层，是直接在非晶薄带或板材表面原位生成的，符合片式电极结构，可直接用作片式无酶葡萄糖传感器电极。相比其他无酶葡萄糖传感器，简化了制作过程。