[发明专利]基于柔性电极的无酶催化过氧化氢电化学传感器制备方法

说明书

本发明公开了一种基于二氧化锰‑多壁碳纳米管(MnOsubgt;2/subgt;@MWCNTs)修饰的金纳米颗粒‑聚酰亚胺柔性电极构建的电化学传感器，用于高效无酶催化过氧化氢(Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;)。所述的制备方法如下：首先，采用电聚合的方法制备出金纳米颗粒聚酰亚胺薄膜，然后将制备的金纳米颗粒聚酰亚胺薄膜作为电极，将制备的MnOsubgt;2/subgt;@MWCNTs混合物溶液滴涂于金纳米颗粒聚酰亚胺柔性电极表面将其作为工作电极。Ag/AgCl电极作为参比电极，以Pt丝电极为辅助电极，最后构建三电极体系。将制备好的工作电极应用于以含有不同浓度的过氧化氢的磷酸盐缓冲溶液(PBS)为电解液进行电化学检测，用于高灵敏、低成本、高稳定的选择性无酶催化Hsubgt;2/subgt;Osubgt;2/subgt;传感器。

技术领域

本发明属于电化学传感器研究领域，具体涉及基于柔性电极的无酶催化过氧化氢电化学传感器的制备方法。

背景技术

过氧化氢（H₂O₂）是多种酶促反应的重要中间体，在生物化学，燃料电池，制药，食品和食品等许多领域发挥着至关重要的作用环境研究。已证明生理条件下的H₂O₂水平是相关的患有许多慢性疾病，包括阿尔茨海默氏症，心血管疾病和帕金森病。因此，迫切需要开发出准确灵敏测定H₂O₂的新方法。大多数传统的H₂O₂检测方法，如滴定法、化学发光、荧光和光谱测定，都存在昂贵、复杂、浪费时间和受干扰源影响等缺点。相比之下，电化学检测方法具有操作简单、费用低、性能好、灵敏度高、低成本的仪器、小仪器尺寸、简单操作和现场监测的优点。非酶催化剂的制备已成为一个热门的研究课题制备适合的快速定量分析准确测定过氧化氢（H₂O₂）生物系统在生物学中具有实际意义，生物医学，粮食安全和环境保护。

聚酰亚胺薄膜是目前耐热性最好的有机薄膜，可在 555℃短期内保持其物理性能，长期使用温度高达300℃以上。不仅如此 ,聚酰亚胺薄膜的电气性能、耐辐射性能和耐火性能也十分突出。在高新技术的发展中，特别是航空航天工业、电子电气工业和信息产业的发展，聚酰亚胺薄膜发挥了非常重要的作用。将其表面通过高温喷金工艺，使其形成了良好的柔性电极基底材料。既可以达到对电极导电性的要求，又可以满足柔性可伸缩折叠的要求。可潜在应用于检测细胞、血管经络神经系统中小分子物质，以及用于柔性电子器件如触摸板、电子皮肤器件和超级电容器等的制备。

发明内容

本发明公开了一种基于MnO₂@MWCNTs修饰的金纳米颗粒-聚酰亚胺柔性电极构建的电化学传感器，其中MnO₂@MWCNTs为修饰物附着在电极表面，用于提高电极的催化性能。金纳米颗粒-聚酰亚胺聚合物膜作为柔性电极，构建柔性传感器体系用于高灵敏、低成本、高稳定的选择性无酶催化双氧水传感器。

1. 本发明通过下述方案实现：MnO₂@MWCNTs修饰的金纳米颗粒-聚酰亚胺柔性电极构建的电化学传感器的制备，其特征在于包括如下步骤：

（1）以商品化的聚甲基丙烯酸(PMMA)为层状基底(厚度~80 nm)，在其表面黏合一层商品化的聚酰亚胺(PI) (厚度~1.6μm)，再将PMAA-PI 薄膜用电极夹固定在电解槽中，薄膜浸没在除氧的PBS 电解质中(1 mM, pH 7.4)。以KCl 饱和甘汞电极为参比电极，Pt 丝电极为辅助电极，PMAA-PI 薄膜为工作电极，构建三电极系统，采用电化学工作站(CHI-660E)测定循环伏安曲线。在电解槽中加入HAuCl₄配成均质混合液(10 mM)，扫描速率0~100 mV s^-1，循环圈数0~50；因发生电化学还原反应生成AuNPs 沉积在PMAA-PI 薄膜表面，制得PMMA-PI-AuNPs 复合膜。AuNPs 沉积厚度(0~100 nm)可通过改变扫描速率和循环圈数来调节。