[发明专利]过氧化氢电化学传感器电极、制备方法及传感器

说明书

本发明涉及一种过氧化氢电化学传感器电极、制备方法及传感器，所述传感器包括过氧化氢传感器电极，所述过氧化氢传感器电极包括基底，基底之上的金膜，以及形成于所述金膜之上的修饰层，其中，所述金膜为多孔结构，其平均孔径为20～50nm；所述修饰层包括普鲁士蓝，所述过氧化氢传感器检测过氧化氢的检测极限为0.25μM以下，至少在1～10000μM的范围内具有线性响应。

技术领域

本发明属于纳米生物材料及电化学生物传感器领域，具体涉及一种基于纳米多孔金膜的过氧化氢传感器电极及基于其的过氧化氢传感器、以及它们的制备。

背景技术

过氧化氢不仅是自然生态体系中普遍存在的最重要的成分之一，而且是许多工业过程的中间物质，更是很多生物体内的各种酶发生反应的副产物。

许多生物及化学反应过程都有过氧化氢(H₂O₂)的参与或产生。尤其在生物体内，很多氧化物酶的反应副产物都包含有H₂O₂。对于生物体内很多激素和代谢产物，如血糖、乳酸、胆固醇、酒精等的定量检测模式通常是基于酶催化底物与H₂O₂的氧化还原反应产生光、电信号，继而对这些信号进行检测而完成。因此，在食品处理，纺织品工业，纸张漂白，制药，临床医学以及消毒剂制造等领域，对于过氧化氢的准确、定量检测具有十分重要的应用价值。

现阶段对于H₂O₂的分析方法主要有荧光光谱法，化学发光法，分光光度法以及电化学检测法等。其中电化学方法因为操作简便，设备花费低，测量结果准确，尤其是可以获得低的检出物浓度，在H₂O₂的分析中被认为是最佳检测方法。直接的H₂O₂电化学检测方法通常是在经过化学/电化学修饰而含有与过氧化氢可发生反应的物质的铂，金，玻碳等电极表面施加恒定电位，同时检测氧化还原反应电流而实现。辣根过氧化物酶(HRP)与普鲁士蓝(Prussian blue，PB)是近年来广泛应用的过氧化氢酶。二者修饰的电极对H₂O₂的检测具有较强的选择性。

通常认为，传感器性能取决于两方面的因素，即，传感器电极的特性以及修饰层的特性。如：

引用文献1，公开了一种过氧化氢电化学传感器的制备方法，其采用玻碳电极片表面镀覆多层修饰薄膜，其第一层为萘酚绿。所述传感器的检测极限为0.9μM，相应的线性范围为8×10^-6～1.8×10^-4M。

引用文献2，其公开了电化学传感器，其在玻碳电极表面电沉积金纳米颗粒以及磁性四氧化三铁，并公开了其检测极限为50nM。

引用文献3，公开了一种基于金膜电极的传感器及其制备方法。所述金膜电极包括：基底；基底之上的金薄膜，所述金薄膜的厚度为200～400nm，所述金薄膜的与基底相反一侧表面的表面粗糙度Ra为5～10nm且表面的孔隙深度为20～40nm。所述表面粗糙度Ra以及表面孔隙深度为经过粗糙化处理而得到，所述粗糙化处理优选包括化学蚀刻处理。所述电化学生物传感器电极包括：上述金膜电极、以及形成于所述金膜电极的金薄膜之上的修饰层，所述修饰层中包括普鲁士蓝，且其厚度为20～130nm，所述普鲁士蓝的至少一部分以球形和/或立方状颗粒形式存在。其传感器测灵敏度为270～430mA/Mcm²，检测极限为0.27μM以上，线性范围为1～XμM，其中X为1000以上且4500以下。

上述文献研究了不同电极以及不同修饰层的配合对于过氧化氢的测试结果。