[发明专利]一种基于乙醇氧化酶的电化学乙醇传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于乙醇氧化酶的电化学乙醇传感器，包括基片以及设置于基片上的支持电解质层、对电极、参比电极以及工作电极，所述工作电极与对电极和参比电极之间均隔离开来，其特征在于：所述工作电极上覆盖有乙醇氧化酶层，所述乙醇氧化酶层为将乙醇氧化酶担载在电绝缘性的生物活性层上所得，所述工作电极和乙醇氧化酶层之间设有辅助扩散层，所述辅助扩散层分别与乙醇氧化酶层和工作电极之间均形成部分互穿网络结构，并紧密结合；乙醇在乙醇氧化酶作用下生成乙醛，乙醛通过辅助扩散层快速扩散到所述工作电极表面，产生电化学电流，该电流与乙醇的浓度呈线性关系；

所述电绝缘性的生物活性层包括水解明胶层、琼脂层、纤维素衍生物层、聚丙烯酸酯层、聚丙烯酰胺层、聚丙烯酸钠层、聚邻苯二甲酸乙二醇酯层、聚对苯二甲酸丁二醇酯层、甲壳素衍生物层以及硅藻土层中的至少一种；

所述辅助扩散层由疏水的多孔的高分子材料构成；所述多孔的高分子材料包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯以及硅橡胶中的至少一种；

所述工作电极的厚度不小于0.3mm；所述辅助扩散层的厚度不大于乙醇氧化酶膜的厚度；所述对电极与工作电极之间的距离为1.0～3.0mm；

所述工作电极的材料为镍、钽、石墨、锡及铟中的一种或几种的混合物；

所述参比电极能够通过参比电极盐桥或鲁金毛细管将连接到靠近工作电极的地方。

2.根据权利要求1所述的基于乙醇氧化酶的电化学乙醇传感器，其特征在于：所述支持电解质层为高分子固体电解质层，以避免电解液污染乙醇氧化酶层，造成酶层失活；所述高分子固体电解质层包括全氟磺酸离子交换树脂、聚苯乙烯磺酸/盐固体电解质、磺化聚丙烯、磺化聚醚砜、聚乙烯磺酸钾以及聚丙烯酸钠中的至少一种。

3.一种权利要求1或2所述的基于乙醇氧化酶的电化学乙醇传感器的制备方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

①电极的制备：在基片的一端设置工作电极、对电极和参比电极，并在该基片上设置支持电解质层；

②辅助扩散层的制备：在工作电极上印制或喷涂辅助扩散层的浆料得到设置于工作电极上的辅助扩散层，所述辅助扩散层的浆料为用辅助材料将多孔的高分子材料调制而成的浆料；所述多孔的高分子材料包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯以及硅橡胶中的至少一种；

③乙醇氧化酶层的制备：将乙醇脱氢酶用辅助试剂调和后，与电绝缘性的生物活性材料混合，加入氧化型辅酶I，在25℃下短时间混合后得到混合液，将该混合液温度调整到4℃附近待用；所述电绝缘性的生物活性材料包括水解明胶、琼脂、纤维素衍生物、聚丙烯酸酯、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚邻苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、甲壳素衍生物以及硅藻土中的至少一种；

所述步骤②干燥后，将所述混合液设置于辅助扩散层上，阴干后待用；具体设置方法包括两种，分别为：

A.单独制膜：将所述混合液在板上铺展成膜，然后裁剪成需要的形状和大小，覆盖在设有辅助扩散层的工作电极上；

B.将所述混合液植被到已经制备了辅助扩散层的工作电极上，所述植被包括喷涂、涂覆、覆盖、移印或丝网印刷；

④引出导线：将上述制备好的传感器印制引出导线，即为所述的乙醇传感器；

⑤校正：校验上述制备好的传感器；

⑥储存：将校验后的传感器用真空包装后保持。

4.根据权利要求3所述的基于乙醇氧化酶的电化学乙醇传感器的制备方法，其特征在于：所述基片包括多孔的硝化纤维素基片、多孔聚氯乙烯基片、纸基片或玻璃基片。