[发明专利]一种无酶纳米柔性血糖微传感器及其制备方法

摘要

本发明公开了一种无酶纳米柔性血糖微传感器及其制备方法，包括：柔性基底、电极结构、传感层和离子选择性亲水保护层。柔性基底具有良好的温度适应性(‑10‑300℃)，电极结构导电性能优异且抗酸碱腐蚀，葡萄糖检测微沟道(沟道长度小于10mm，宽度10μm‑500μm)为纳米材料织构组成，柔韧性好，灵敏度高，在葡萄糖浓度(1‑28mmol/L)范围呈现线性相关性，具有良好的可逆性与重复性，亲水耐磨薄膜具有良好的离子透过特性、强的吸水特性与保护传感层的作用。本发明血糖传感器无毒无害，接触人体皮肤舒适不过敏，其总体结构不超过1cm²，可通过电流响应实现人体血液血糖值(1‑28mmol/L)的原位实时测量与分析。

主权项

1.一种无酶纳米柔性血糖微传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：碳纳米管成膜按照0.1‑0.3mg/mL浓度称取碳纳米管，将其置于体积比3：1质量分数95‑98％浓硫酸与质量分数65‑68％浓硝酸的混合酸中，在110℃下搅拌45‑90min，离心去上清液、调节pH至中性；平铺于30‑60℃下蒸干水分，得到羧基化碳纳米管薄膜；步骤二：葡萄糖传感材料制备以Ga₂O₃粉末与碳粉按照摩尔比为1:3混合，研磨5min以上得到前驱粉体，用步骤一得到的薄膜作为衬底，镀5nm‑30nm的金属催化剂薄膜；将前驱粉体和衬底放入等离子增强化学气象沉积系统PECVD中进行制备：前驱粉体与薄膜质量比为3:1‑15:1，采用N₂和H₂作为反应气体，气压30‑120Pa；衬底温度500℃‑1200℃；射频电源功率40‑100W；N₂和H₂气体混合气体，N₂和H₂气体流速均为10厘米³/分钟‑100厘米³/分钟，反应时间为45‑120min；步骤三：柔性基底预处理将柔性基底材料在等离子增强化学气相沉积系统中处理：采用氢气或氧气反应，气压20‑120Pa，射频功率为20‑80w，室温下处理柔性基底，使其与液体接触角小于5°；在预处理后的衬底上悬涂厚度为1‑3μm环氧树脂；步骤四：电极及传感微沟道设计在预处理后的柔性基底上通过紫外曝光做好电极模板，通过磁控溅射或蒸镀的方法镀上间隔1‑10μm金属电极，两端电极通过压焊或者银胶引出电极引线；制得微沟道电极层，设计微沟道长度小于6cm，宽度3‑100μm，将传感材料导入微沟道；步骤五：亲水保护层将孔径为0.01‑0.5微米的偏氟乙烯PVDF膜在等离子增强化学气相沉积系统中处理：采用氢气或氧气反应， 气压20‑120Pa，射频功率为20‑80w，室温下处理，使其与液体接触角小于5°，作为离子选择亲水保护层，粘贴在电极与传感材料上方，保护电极材料、传感材料同时保证葡萄糖分子透过。