[发明专利]一种用于葡萄糖传感器的铜银二元复合纳米材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种葡萄糖传感器的材料。

背景技术

糖尿病是世界性的多发病和常见病，如果葡萄糖浓度能够严格控制在正常生理范围内，那么糖尿病综合征就可以得到控制。由此产生了一系列适于测量体内、外生理溶液中葡萄糖浓度的葡萄糖检测装置。其中，电化学葡萄糖传感器由于其选择性高、快速、简单等的特点而成为检测葡萄糖浓度的最重要的方法之一。按是否使用了葡萄糖氧化酶可将现在的电化学葡萄糖传感器分为酶葡萄糖传感器和无酶葡萄糖传感器。酶葡萄糖传感器虽然有很多的优点并且占据了葡萄糖传感器市场长达20年之久，但是它仍然存在一定的致命的缺陷。主要集中在酶本身的不稳定性，易受温度，湿度以及pH值的影响而失活。再者酶的固定也在一定程度上提高了酶传感器的制作成本。因此人们把研究目光转向无酶葡萄糖传感器。无酶葡萄糖传感器是利用固体催化剂，在一定的电位作用下来氧化葡萄糖。无酶葡萄糖传感器的优点是相对酶葡萄糖传感器稳定性好、成本低、储存容易和使用寿命长，因此继酶葡萄糖传感器后成为了新的研究热点。更加重要的是，纳米科技的兴起已经为电化学无酶葡萄糖传感器的研究开辟了一片新的天地，纳米材料具有比表面积大、催化活性高、吸附能力强、生物相容性好等诸多优点，在传感器构建中具有多方面的作用，如加快响应速度、提高测量精确度和灵敏度等。根据目前的研究情况，过渡金属或者过渡金属氧化物纳米材料，如Ni, Cu, Au, Pt, NiO, CuO等，是构建电化学无酶葡萄糖电极材料的主力军。但是现实的研究状况是,这些纳米材料构建的无酶葡萄糖传感器虽然规避了酶葡萄糖传感器的主要缺陷，但是其也不可避免的面临着灵敏度低下，选择性不理想等判断传感器性能的关键性问题。探究其主要原因，主要有以下几点：（1）材料本身的不稳定性，如金属Ni, Cu在测试的碱性体系中很容易发生大面积的氧化而失去金属电极高导电性的优点；（2）一些贵金属，如Pt, Au由于其较慢的反应动力学，易受到氯离子和其他干扰物质的毒害。这主要是因为在这些电极表面上，葡萄糖测定时的干扰物质，如抗坏血酸、尿酸和醋氨酚等的电催化氧化是受扩散控制的过程，仅受电极几何面积的影响；而葡萄糖的电催化氧化是动力学控制的过程，对电极的实际面积非常灵敏。因此对这些电极的表面粗糙度（电极实际面积和几何面积的比值）要求特别高；（3）过渡金属氧化物虽然对葡萄糖氧化的能力很高，但存在主要问题就是导电性较差，电子传输速度较慢。再者氧化葡萄糖的工作电位大都偏高，这无疑会对传感器的灵敏度和选择性造成负面影响；（4）虽然无酶葡萄糖传感器避免了酶葡萄糖中酶固定的繁琐过程，但要求活性纳米材料的制备方法要简单可行，经济高效并且绿色环保。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供了一种易存储、稳定性好、使用寿命长且敏度高的无酶葡萄糖传感器材料；

本发明的另一目的是提供上述材料的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来具体实现：

一种用于葡萄糖传感器的铜银二元复合纳米材料，由Cu面心立方晶体和Ag面心立方晶体复合而成，呈孔洞间隙的海藻状三维微结构，其中，Cu:Ag的原子为96:4。

上述的用于葡萄糖传感器的铜银二元复合材料的制备方法：

取CuSO₄·5H₂O、AgNO₃和树叶置于烧杯中，加入水，均匀搅拌5min，将溶液转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢反应釜中，在185-210℃下加热20-26h，自然冷却至室温，取出后用去离子水和乙醇洗涤5-6次，即可一步得到用于葡萄糖传感器的铜银二元复合纳米材料。

其中，作为上述方法的优选方案，所述CuSO₄·5H₂O：AgNO₃ ：树叶的质量比为0.34-0.38：0.03-0.06：0.08-0.12，最佳质量比为0.35：0.05：0.1。

优选的，所述树叶：纯净水为0.1g：20mL。

优选的，所述水为超纯水。

优选的，反应釜中，在200℃下加热24h。

优选的，所述树叶为冬青树的树叶。

优选的，将摘取的树叶用乙醇清洗两遍，然后用去离子水清洗三遍后，即得可参与反应的树叶。

本发明的有益效果：