[发明专利]一种基于原电池的电化学传感器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于酶型原电池的电化学传感器，由电池阴极、电池阳极、万用表和外加电阻串联组成；

所述电池阴极由基底电极、涂覆于所述基底电极上的碳纳米材料层、涂覆于所述碳纳米材料层上的催化剂层及涂覆于所述催化剂层上的酶层组成；其中，所述碳纳米材料层由阳离子功能化的碳纳米材料组成；所述催化剂层由普鲁士蓝组成；所述酶层由下述a)或b)或c)或d)或e)组成：a)氧化酶，b)氧化酶、惰性蛋白和交联剂交联形成的固定化酶，c)氧化酶、生物高聚物和交联剂交联形成的固定化酶；d)氧化酶和惰性蛋白；e)氧化酶和生物高聚物；

所述电池阳极由基底电极、涂覆于所述基底电极上的碳纳米材料层、涂覆于所述碳纳米材料层上的介体层及涂覆于所述介体层上的酶层组成，或由基底电极、涂覆于所述基底电极上的碳纳米材料与介体复合层、涂覆于所述复合层上的酶层组成；其中，所述碳纳米材料层或碳纳米材料与介体复合层中的碳纳米材料由碳纳米材料组成；所述酶层由下述a)或b)或c)或d)或e)组成：a)脱氢酶，b)脱氢酶、惰性蛋白和交联剂交联形成的固定化酶，c)脱氢酶、生物高聚物和交联剂交联形成的固定化酶；d)脱氢酶和惰性蛋白；e)脱氢酶和生物高聚物。

2.根据权利要求1所述的电化学传感器，其特征在于：所述碳纳米材料为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的一种或其任意组合；所述阳离子功能化的碳纳米材料中的阳离子为聚吡咯阳离子、聚苯胺阳离子、咪唑阳离子和吲哚阳离子中的一种或其任意组合；

所述电池阳极中的所述介体层或所述碳纳米材料与介体复合层中的介体选自下述任意一种：亚甲基蓝、亚甲基绿、聚合亚甲基绿和聚合亚甲基蓝。

3.根据权利要求2所述的电化学传感器，其特征在于：所述单壁碳纳米管和多壁碳纳米管的直径均为1～500nm，优选为1～10nm，平均长度均为0.5～50μm，优选为5～15μm。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电化学传感器，其特征在于：所述电池阴极的碳纳米材料层中，每平方厘米基底电极上阳离子功能化的碳纳米材料的含量为5～180μg；所述电池阴极的催化剂层中，每平方厘米基底电极上催化剂的含量为1～20μg；所述电池阴极的酶层中，每平方厘米基底电极上氧化酶的含量为1.4～217.2U；

所述电池阳极的碳纳米材料层中，每平方厘米基底电极上非功能化的碳纳米材料的含量为5～180μg；所述电池阳极的介体层中，每平方厘米基底电极上介体的含量为1～20μg；所述电池阳极的酶层中，每平方厘米基底电极上脱氢酶的含量为3.9～31.1U。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电化学传感器，其特征在于：所述惰性蛋白为牛血清蛋白、人血清蛋白和白明胶中的一种或其任意组合；所述生物高聚物为纤维素、淀粉、壳聚糖和琼脂糖中的一种或其任意组合；形成所述固定化酶所用的交联剂为戊二醛、己二胺、顺丁烯二酸酐或双偶氮苯，优选为戊二醛。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电化学传感器，其特征在于：所述氧化酶为葡萄糖氧化酶且所述脱氢酶为葡萄糖脱氢酶；所述氧化酶为乳酸氧化酶且所述脱氢酶为乳酸脱氢酶；所述氧化酶为谷氨酸氧化酶且所述脱氢酶为谷氨酸脱氢酶。