[发明专利]用于葡萄糖检测的传感电极的制备方法和应用

说明书

本发明公开了用于葡萄糖检测的传感电极的制备方法和应用，属于葡萄糖检测领域。本发明为了解决葡萄糖检测的传感器材料的检测灵敏度较低，检测条件要求高，且葡萄糖的检测很容易受到共存物或结构类似物的干扰等问题，先制备得到ZIF‑67/CNT复合材料，然后将复合材料的分散液修饰在玻碳电极上，得到修饰电极。将修饰电极置于含有葡萄糖和对苯二胺的硼酸‑醋酸‑磷酸缓冲溶液中，在设定的电位区间进行循环伏安扫描，取出电极，自然放置干，经液体洗脱后，得到对葡萄糖有特异性响应的分子印迹传感电极，在葡萄糖检测时，可以在中性环境中对葡萄糖有特异性识别响应，能快速检测葡萄糖的浓度，灵敏度高，具有较强的抗干扰能力。

技术领域

本发明属于葡萄糖检测领域，具体涉及一种用于葡萄糖检测的传感电极及制备方法和应用。

背景技术

作为主要生命必需化合物之一的葡萄糖，建立一种对其浓度进行灵敏、特异性的检测方法在社会生产生活的各个领域都显得至关重要。例如，在医疗领域，随着生活水平的提高，糖尿病发病率逐年上升，可靠灵敏的血糖浓度监测对糖尿病的预警及治疗尤为重要。

目前已有多种方法用于葡萄糖检测，例如荧光光谱法，高效液相色谱法，气相色谱法和比色法。然而，这些方法需要复杂的设备和高成本，因此通常难以商业化。电化学葡萄糖传感器由于较低成本和快速操作等优点，正在被广泛地研究。因此，寻找一种价格低廉，性能优异的葡萄糖传感器一直都是传感器研究领域的研究热点。常见的葡萄糖传感电极需要通过物理吸附或化学固定法结合葡萄糖氧化酶获得高灵敏度的葡萄糖氧化酶生物传感电极，但生物酶会受到酶活性的限制，会因环境中温度、酸碱度、其他离子的影响而变性或失活，这直接影响到GOD传感器的使用寿命；其次，对于生物酶传感器来说成本的控制会受到限制，且酶传感器在酶固定的工艺和用量方面不容易控制，直接影响了酶传感器个体间的差异性，使其稳定性与重复性难以控制，难以长期保存使用等问题。因此近年来对非酶葡萄糖传感器进行了大量研究。而对于无酶葡萄糖传感器而言，无酶催化剂对葡萄糖氧化的反应动力学较慢、选择性较差，从而导致无酶葡萄糖传感器的灵敏度较差、性能相对较差。从而限制了无酶葡萄糖传感器应用。因此改善无酶葡萄糖传感器材料的灵敏度、选择性和稳定性，成为该领域中的研究热点。

其中在CN202010400976.3一种基于钴基金属有机框架无酶葡萄糖传感器检测葡萄糖的方法，其制备得到的得到钴基金属有机框架材料Co-MOF修饰电极，Ag/AgCl电极作为参比电极，铂片电极作为对电极进行检测。但其需要在NaOH溶液作为电解液进行电化学测试，应用环境收到显著，且未研究相似组分共存时对葡萄糖选择性干扰性的影响。目前传感器在测试时，大多需要在碱性介质等条件环境，中性条件会不利于敏感性的提高，限制了传感器的实际应用。其中在CN201610674615.1一种无酶葡萄糖电化学传感器的制备方法，其制备得金属有机骨架材料ZIF-67，热处理后的粉末修饰到玻碳电极表面作为电化学传感器。首先ZIF-67材料的导电性低于裸玻碳电极，该传感器材料的检测灵敏度很低，且对并未研究相似组分共存时对葡萄糖干扰性的影响。而葡萄糖的检测很容易受到共存物或结构类似物的干扰。

因此如何得到一种灵敏度高，用于在中性环境中对葡萄糖有特异性识别响应的无酶葡萄糖电化学传感器，是本发明研究的重点。

发明内容

为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种用于葡萄糖检测的传感电极及制备方法和应用，该电化学传感器不仅灵敏度高，而且能用于对葡萄糖的特异性识别，具有优异的抗干扰性和选择性。

本发明采用的技术方案是：

用于葡萄糖检测的传感电极的制备：

将氨基化的碳纳米管(CNT)分散于N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中，加入硝酸钴，将一定量的二甲基咪唑溶于甲醇溶液后加入上述溶液，硝酸钴和二甲基咪唑的摩尔比为1：4-1：20；氨基化的碳纳米管和硝酸钴质量比为1:3～5。室温反应20～30h。所得产品经离心收集产品，以甲醇进行洗涤。在60～100℃的烘箱中干燥8～15h，得到ZIF-67/CNT复合材料。