[发明专利]一种基于ZnO纳米材料的电化学生物传感器及其进行葡萄糖浓度检测的方法

权利要求书

1.一种基于ZnO纳米材料的电化学生物传感器，将ZnO纳米材料与葡萄糖氧化酶共同修饰到玻碳电极表面得到葡萄糖电化学生物传感器，其特征在于，具体通过如下方法制备：

第1步，首先制备ZnO纳米材料：将摩尔比为0.02～0.06：2的二氯化锌和尿素与去离子水混合于聚四氟乙烯内衬的容器中，使混合液中二氯化锌的混合浓度为0.02～0.06 mol L⁻¹，尿素的混合浓度为2 mol L⁻¹，将混合液搅拌均匀后用稀盐酸调节pH为3.5～4.5，然后将混合液连同容器转入高压反应釜中，于80～90℃下加热10～12 h，待反应体系于反应釜内自然冷却至室温，将反应体系过滤得到的白色沉淀物分别用无水乙醇和水各洗涤5次，在真空干燥箱中60℃下干燥10～12 h，研磨至粒径10～20nm以下，再将研磨后的粉料在300～350℃煅烧30 ～40min得到花朵状层层包裹的ZnO纳米材料；再将ZnO纳米材料分散于去离子水中，超声震荡混合均匀制成分散浓度为1 -2mg/mL的分散液，再加入葡萄糖氧化酶使溶液中葡萄糖氧化酶的质量是ZnO质量的5倍；超声震荡至完全溶解混合均匀，使葡萄糖氧化酶均匀负载于ZnO纳米材料的表面；

第2步，取玻碳电极依次用0.3µm和0.5 µm的氧化铝粉抛光，再以去离子水冲洗掉残留的氧化铝粉后，放入稀硝酸水溶液中超声清洗，最后依次用乙醇和二次蒸馏水清洗玻碳电极后，对玻碳电极进行低温干燥或氮气吹干；

第3步，将第1步所得的混合溶液滴涂于第2步处理后干燥的玻碳电极表面，然后，将玻碳电极进行低温干燥；

第4步，将第3步干燥后的玻碳电极表面修饰一层萘酚膜后，得到基于ZnO纳米材料的葡萄糖电化学生物传感器，于4℃的恒温条件下存放。

2.根据权利要求1所述的基于ZnO纳米材料的电化学生物传感器，其特征在于，第4步中，玻碳电极表面修饰一层萘酚膜的方法为：将玻碳电极表面滴涂质量浓度为0.5% 的萘酚水溶液，再将玻碳电极进行低温干燥。

3.根据权利要求1或2所述的基于ZnO纳米材料的电化学生物传感器，其特征在于，玻碳电极进行低温干燥的方法为在4℃的恒温条件下干燥10-16小时。

4.一种采用权利要求1～3任一项所述的电化学生物传感器进行葡萄糖浓度检测的方法，其特征在于，

第一步，制作葡萄糖溶液的电流–时间曲线：在检测池中，以连续搅拌、空气饱和、0.1 MpH 7.0的PBS溶液为测试基液，电化学生物传感器为工作电极，饱和甘汞电极作为辅助电极，铂片电极作为对电极，向检测池中依次定体积量加入已知浓度的葡萄糖测试液，检测工作电极的电化学信号，同时输出每次定量加入已知浓度的葡萄糖测试液的电流响应值及整体的电流响应曲线；

第二步，以第一步中每次定体积量添加葡萄糖后检测池中葡萄糖的浓度值为横坐标，以对应的电流响应值为纵坐标，描点拟合葡萄糖浓度与响应电流的标准曲线；

第三步，按第一步的制作电流–时间曲线法，在检测池，以连续搅拌、空气饱和pH值为7.0的PBS溶液为测试基液，电化学生物传感器为工作电极，饱和甘汞电极作为辅助电极，铂片电极作为对电极，向检测池中加入一定体积的葡萄糖待检测溶液，读取工作电极的响应电流A值；

第四步，将第三步读取的响应电流A值，在第二步的标准曲线上描点确定检测池中葡萄糖的浓度，再换算得到第三步中葡萄糖待检测溶液的浓度。

5.根据权利要求4所述的葡萄糖浓度检测的方法，其特征在于，第一步中，PBS溶液的浓度为0.1mol/L。