[发明专利]一种电极表面修饰材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.结构通式如式I所示的锇金属络合的纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶共聚物：

(式I)

在式I中，

R选自H、-(CH₂O)_xH、-(CH₂CH₂O)_xH或-(CH₂CH(CH₃)O)_xH；

n是共聚物主链结构单元式II所示的水溶性纤维素衍生物的聚合度，式II所示的水溶性纤维素衍生物的取代度为2-4，

(式II)

m是聚合物支链结构单元式III所示的聚乙烯基吡啶的聚合度，为2-50；

(式III)

p表示聚乙烯基吡啶中与锇金属络合部分的聚合度，其值为0.5-49。

2.根据权利要求1所述的锇金属络合的纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶共聚物，其特征在于：所述式I中的m为2-30，优选2-10；p为0.5-29，优选0.5-9。

3.制备权利要求1或2所述的式I所示的锇金属络合的纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶共聚物的方法，包括下述步骤：

(1)在氮气保护下，向式II所示水溶性纤维素衍生物的水溶液中加入硝酸铈铵，并调节溶液的pH值至1-3；然后向其中加入乙烯基吡啶进行反应，得到式IV所示纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶聚合物；

(式IV)

(2)在氮气保护下，使所述纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶共聚物与二连吡啶二氯锇进行络合反应，得到式I所示的锇金属络合的纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶共聚物。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：步骤1)中，所述水溶性纤维素衍生物与硝酸铈胺的质量比为5∶1-30∶1，优选质量比为3∶1-15∶1；所述水溶性纤维素衍生物与乙烯基吡啶的质量比为1∶1-1∶80，优选1∶1-1∶40；所述反应的反应温度为20-60℃，反应时间为0.5-10小时。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于：步骤1)中所述反应还包括加入对苯二酚终止反应的步骤。

6.根据权利要求3-5中任一项所述的方法，其特征在于：步骤2)中，所述纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶共聚物与二连吡啶二氯锇的质量比为5∶1-1∶10，优选质量比为3∶1-1∶5；所述络合反应的反应温度为100-180℃，反应时间为10-30小时；所述络合反应在溶剂中进行，所述溶剂优选为乙二醇。

7.根据权利要求3-6中任一项所述的方法，其特征在于：所述方法还包括下步骤：在步骤2)前对步骤1)得到的纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶聚合物进行透析、干燥的步骤；

和/或，对步骤2)得到的锇金属络合的纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶共聚物进行透析、干燥的步骤。

8.权利要求1或2所述的式I所示的锇金属络合的纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶共聚物在制备电极表面修饰材料中的应用。

9.一种酶电极，包括工作电极和涂敷在所述工作电极表面的修饰层；其中，所述修饰层由酶和权利要求1或2所述的式I所示的锇金属络合的纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶共聚物组成。

10.根据权利要求9所述的酶电极，其特征在于：所述酶为葡萄糖氧化酶；所述修饰层中，所述酶与所述式I所示的锇金属络合的纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶共聚物的质量比为10∶1-1∶10。

11.权利要求10所述的酶电极在检测葡萄糖中的应用。

12.制备权利要求9或10所述酶电极的方法，包括下述步骤：

(1)配制权利要求1或2所述的式I所示的金属络合的纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶共聚物的水溶液；

(2)配制酶的水溶液；

(3)将步骤(1)配制的溶液和步骤(2)配制的溶液混合，得到混合液，将所述混合液滴涂到工作电极表面，自然干燥成膜，得到所述酶电极。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述酶为葡萄糖氧化酶；所述步骤1)配制的金属络合的纤维素衍生物接枝聚乙烯基吡啶共聚物的溶液的浓度为5-30克/升；所述步骤2)配制的酶溶液的浓度为5-30克/升；将步骤(1)配制的cell-g-P4VP-Os溶液和步骤(2)配制的酶溶液按照混合体积比10∶1-1∶10的比例混合，得到混合液。