[发明专利]无酶的葡萄糖电化学传感器及其检测方法

说明书

本发明公开了一种无酶的葡萄糖电化学传感器及其检测方法，该无酶的葡萄糖电化学传感器包括由参比电极、对电极和工作电极组成的三电极体系，所述工作电极由对葡萄糖具有电催化氧化性能的材料制成；使用该无酶的葡萄糖电化学传感器检测葡萄糖的方法，包括如下步骤：(1)电化学预处理工作电极：施加高负电位；(2)电化学氧化葡萄糖：施加葡萄糖氧化所需电位；(3)电化学清洗工作电极：施加正电位。本发明可去除样品pH对检测结果的影响，使原本需要在碱性条件下进行无酶的葡萄糖检测，可在中性及酸性样品中的进行，并且具有电极稳定性好、灵敏度高、重复性好等优点，具有非常广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种葡萄糖检测装置及其检测方法，具体涉及一种无酶的葡萄糖电化学传感器及其检测方法。

背景技术

葡萄糖是自然界分布最广且最为重要的一种单糖，它在生物学领域具有重要地位。发展高灵敏葡萄糖检测技术对研究生物的新陈代谢和诊断疾病具有重要意义。电化学检测方法以其灵敏度高、操作简单、易于微型化及实时在线等特点受到越来越多的关注，基于电化学技术的葡萄糖检测也成为科研工作者研究的热点。

葡萄糖检测通常包括有酶检测和无酶检测两种方法，其中，有酶检测是体外检测葡萄糖的主要方法，检测过程中通过加入具有高度专一性的葡萄糖氧化酶或脱氢酶，能够排除大量干扰物的影响从而实现复杂样本中的葡萄糖定量检测，然而葡萄糖氧化酶并不稳定，它的催化活性受环境温度、湿度和pH的影响，随着保存时间的增加其稳定性受到考验，虽然已经报道了不少方法来提高酶的稳定性，但这些操作一方面繁琐耗时，另一方面降低了实验的重复性，并且仍受限于pH及温度；无酶检测是检测过程中葡萄糖与催化电极之间直接发生电子转移，因此摆脱了对酶的依赖，相对于有酶检测，无酶检测具有更高的灵敏度和长期稳定性。然而，现有技术中的无酶电极必须在强碱性条件下才能获得高的灵敏度，在中性及酸性条件下，电极极易吸附氧化产物及环境离子发生中毒，大大限制了其实际应用。

发明内容

发明目的：本发明的第一目的是提供一种能在中性及酸性条件下进行无酶检测葡萄糖的电化学传感器；本发明的第二目的是提供该无酶的葡萄糖电化学传感器的检测方法。

技术方案：本发明无酶的葡萄糖电化学传感器，包括由参比电极、对电极和工作电极组成的三电极体系，所述工作电极由对葡萄糖具有电催化氧化性能的材料制成。

其中，所述对葡萄糖具有电催化氧化性能的材料为下列(1)-(5)中的任意一种：

(1)金、银、铂、镍、铜、铁、钴、铅、铱、铋、钌中的一种或含有一种以上的合金材料；

(2)包括(1)中所涉及到的材料的纳米结构；

(3)包括(1)中所涉及到的材料的氧化物；

(4)碳纳米管和/或石墨烯；

(5)包括(1)、(2)、(3)、(4)中所涉及材料的两种或两种以上的复合材料。

所述参比电极为Ag/AgCl电极、甘汞电极或聚吡咯电极。所述对电极为铂、金或碳。

为使测得的实验数据更准确，所述工作电极的表面覆有选择性透过膜，所述选择性透过膜为全氟磺酸、聚三氟氯乙烯、纤维素及其衍生物中的至少一种。

本发明使用无酶的葡萄糖电化学传感器检测葡萄糖的方法，包括如下步骤：

(1)电化学预处理电极：施加高负电位一段时间；

(2)电化学氧化葡萄糖：施加葡萄糖氧化所需电位一段时间；

(3)电化学清洗电极：施加正电位一段时间。