[发明专利]一种多信号响应薄膜电极、其制备方法、及其应用

说明书

本发明公开了一种多信号响应薄膜电极，包括具有导电性的透光电极以及覆盖于所述透光电极表面的多信号响应薄膜，其中所述多信号响应薄膜包括：聚苯胺、二硫化钼量子点、聚合物水凝胶和葡萄糖氧化酶。本发明提供的多信号响应薄膜电极，通过在具有导电性的透光电极表面沉积包含聚苯胺、二硫化钼量子点、聚合物水凝胶和葡萄糖氧化酶的薄膜，从而具有可逆的电致变色性能、电致荧光变色性能、pH依赖的生物催化与电催化性能，从而可以对多种信号进行响应。基于这种特性，本发明提供的薄膜电极一方面可以用于对溶液中的过氧化物质(例如过氧化氢)和葡萄糖进行检测；另一方面可以用于模拟D型触发器。

技术领域

本发明涉及薄膜电极制备技术领域，特别涉及一种多信号响应薄膜电极、其制备方法、及其应用。

背景技术

二硫化钼量子点(Molybdenum Disulfide Quantum Dots,MoS₂ QDs)，作为一种新兴的纳米材料，兼具光致发光(PL)特性和类过氧化物酶的催化性质，具有易获得，易大批量制备等优点。MoS₂ QDs作为一种双功能材料，不仅被证实有很好的类过氧化物酶催化性质，还因PL性质被广泛应用于生物成像，金属离子检测等领域。

聚苯胺(Polyaniline,PANI)是一种经典的电致变色材料，同时具有良好的生物相容性，可以促进电子转移。可以通过苯胺单体的溶液聚合或电化学聚合得到。聚苯胺由氧化单元和还原单元构成，在酸性环境中施加一定范围内的电压可以可逆切换聚苯胺的氧化还原状态，并观测到近乎无色到蓝紫色的明显变化。通过调节电压和溶液的pH值可以很容易的调节聚苯胺的电致变色性质。

近年来，已报道一些用于物质检测的多信号响应材料，但是将二硫化钼量子点，聚苯胺和生物酶组合用于制备多信号响应材料还未有报道。

发明内容

本发明的目的在于将二硫化钼量子点，聚苯胺和生物酶组合，以提供一种多信号响应薄膜电极。本发明还提供了多信号响应薄膜电极的制备方法、及其应用。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种多信号响应薄膜电极，包括具有导电性的透光电极以及覆盖于所述透光电极表面的多信号响应薄膜，其中所述多信号响应薄膜包括：聚苯胺、二硫化钼量子点、聚合物水凝胶和葡萄糖氧化酶。

在一些实施方式中，所述聚苯胺覆盖于所述透光电极表面，所述二硫化钼量子点、聚合物水凝胶和葡萄糖氧化酶覆盖于所述聚苯胺表面。

在一些实施方式中，所述聚合物水凝胶选自壳聚糖(Chit)、聚甲基丙烯酸-N,N-二甲氨基乙酯(PDMEM)和聚丙烯胺盐酸盐(PAH)中的至少一种。

在一些实施方式中，所述具有导电性的透光电极为氧化铟锡电极或氧化铟氟电极。

本发明第二方面提供了上述的多信号响应薄膜电极的制备方法，包括：

在所述具有导电性的透光电极表面通过电化学聚合形成聚苯胺层，

在所述聚苯胺层的表面涂覆含有二硫化钼量子点、聚合物水凝胶和葡萄糖氧化酶的混合液，干燥后得到所述多信号响应薄膜电极。

在一些实施方式中，通过电化学聚合形成聚苯胺层的步骤包括：

在氮气气氛下，在含有0.5M H₂SO₄和0.01mM苯胺单体的10mL溶液中，以所述具有导电性的透光电极为工作电极，在三电极系统中采用循环伏安法合成聚苯胺层。

在一些实施方式中，在所述混合液中，二硫化钼量子点、聚合物水凝胶和葡萄糖氧化酶的质量比为1:(40～60):(15～30)，优选为1:50:25。

本发明第三方面提供了上述的多信号响应薄膜电极在过氧化物和/或葡萄糖检测中的应用。