[发明专利]一种基于石墨烯/介孔碳纳米复合材料的高效生物传感器及其制备方法

摘要

本发明提供一种基于石墨烯/介孔碳纳米复合材料生物传感器及其制备方法。本发明包括采用水热合成法制备石墨烯/介孔碳纳米复合材料，将其作为吸附酶固载材料；采用生物传感及电化学原理，通过将丝网和喷墨印刷相结合的方法制作检测试纸，丝网印刷用于印制导电线路，采用非接触的喷涂方式将敏感生物元件喷印到电极支持物上，其中喷涂材料的喷涂量和喷涂面积可以控制。纳米复合载体材料是在石墨烯片层的两面生长介孔碳，制成石墨烯/介孔碳复合材料，将其作为载体固载酶，与生物酶溶液进行物理混合，通过喷墨打印机喷印修饰到玻碳电极上，用于血糖的快速、高效检测。

主权项

一种检测葡萄糖的生物传感器的制备方法，所述的生物传感器由柔性基底、印在柔性基底上的工作电极和对电极组成，所述工作电极是一种双层导电薄膜，由水性导电油墨层和其上的生物酶导电油墨组成，所述的生物酶导电油墨由石墨烯/介孔碳纳米复合材料、葡萄糖氧化酶和Nafion成膜材料组成；其特征在于包括以下步骤：1）将导电炭黑、石墨、水性丙烯酸树脂、去离子水、25~28wt%氨水以10:5:15:15:3的质量比例充分混合均匀制备水性导电油墨，备用；2）将200‑400目数的金属或尼龙聚酯材料丝网固定在方形轻质金属框架上，在暗室内涂上感光胶，干燥备用；3）将计算机绘制的工作电极和对电极负片置于感光胶上，于20‑40瓦紫外线下曝光15‑30分钟，用高压水枪冲洗去被电极负片覆盖的未硬化感光胶，干燥后形成丝网模板；4）将带有工作电极和对电极图形的丝网模板安装于丝网印刷机上，采用水性导电油墨印制工作电极、对电极；5）将比活力为≥150u/mg的葡萄糖氧化酶溶于pH7.0的磷酸缓冲液中配制成浓度为10mg/ml的酶溶液，充分溶解后搁置0℃冰箱备用；6）将石墨烯/介孔碳纳米复合材料作为载体材料，加入到酶溶液中，混合搅拌10～36h，用于吸附葡萄糖氧化酶，备用；7）配制质量分数为0.5%的Nafion成膜材料溶液，加入步骤6）制得的混合溶液中，混合搅拌30min，制得生物酶导电油墨，然后采用喷涂的方式印刷到工作电极表面，室温下干燥24h即可完成酶的固载及电极的修饰，制成生物传感器。