[发明专利]一种基于乙醇氧化酶的电化学乙醇传感器及其制备方法

摘要

本发明涉及一种基于乙醇氧化酶的电化学乙醇传感器及其制备方法，该传感器中具有三个电极，在工作电极上覆盖乙醇氧化酶膜层，乙醇氧化酶将样品气体中的乙醇选择性氧化成乙醛，乙醛在工作电极上氧化电流与乙醇的浓度成线性关系。乙醇氧化酶层的酶催化层没有导电性，为电化学惰性层，有关酶的全部反应与电化学传感器工作电极的电流没有直接关系。酶的催化反应产物扩散到工作电极，进一步发生反应，产生电化学电流，电流与乙醇的浓度成线性关系。本发明涉及的传感器的工作电极为低活性的材料。该乙醇传感器的响应时间短，测试结果准确，对其他有机气体没有明显的响应，但对乙醇具有极高的选择性和灵敏度，其更能够适应复杂环境下乙醇检测的需要。

主权项

1.一种基于乙醇氧化酶的电化学乙醇传感器，包括基片以及设置于基片上的支持电解质层、对电极、参比电极以及工作电极，所述工作电极与对电极和参比电极之间均隔离开来，其特征在于：所述工作电极上覆盖有乙醇氧化酶层，所述乙醇氧化酶层为将乙醇氧化酶担载在电绝缘性的生物活性层上所得，所述工作电极和乙醇氧化酶层之间设有辅助扩散层，所述辅助扩散层分别与乙醇氧化酶层和工作电极之间均形成部分互穿网络结构，并紧密结合；乙醇在乙醇氧化酶作用下生成乙醛，乙醛通过辅助扩散层快速扩散到所述工作电极表面，产生电化学电流，该电流与乙醇的浓度呈线性关系；所述电绝缘性的生物活性层包括水解明胶层、琼脂层、纤维素衍生物层、聚丙烯酸酯层、聚丙烯酰胺层、聚丙烯酸钠层、聚邻苯二甲酸乙二醇酯层、聚对苯二甲酸丁二醇酯层、甲壳素衍生物层以及硅藻土层中的至少一种；所述辅助扩散层由疏水的多孔的高分子材料构成；所述多孔的高分子材料包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯以及硅橡胶中的至少一种；所述工作电极的厚度不小于0.3mm；所述辅助扩散层的厚度不大于乙醇氧化酶膜的厚度；所述对电极与工作电极之间的距离为1.0～3.0mm；所述工作电极的材料为镍、钽、石墨、锡及铟中的一种或几种的混合物；所述参比电极能够通过参比电极盐桥或鲁金毛细管将连接到靠近工作电极的地方。