[发明专利]一种基于球形跨尺度结构阵列的葡萄糖酶电极及其制备方法

权利要求书

1.一种基于球形跨尺度结构阵列的葡萄糖酶电极，其特征在于：包括塑料滴管(6)以及用环氧树脂胶(5)封装在塑料滴管(6)内的3×3金微球阵列组件，所述的3×3金微球阵列组件包括硅基底(1)以及设置在硅基底(1)上的由金微球(4)和金丝引线(7)构成的复合结构，且在3×3金微球阵列的金微球(4)上合成的ZnO纳米线(8)，基于物理吸附法而固定在ZnO纳米线(8)上的葡萄糖氧化酶(9)。

2.根据权利要求1所述的基于球形跨尺度结构阵列的葡萄糖酶电极，其特征在于：所述复合结构金丝引线(7)的长度为17mm、直径为Φ50μm，金微球(4)的直径为Φ400μm。

3.根据权利要求1所述的基于球形跨尺度结构阵列的葡萄糖酶电极，其特征在于：所述的硅基底(1)的长度为8mm、宽度为8mm、厚度为520μm。

4.根据权利要求1所述的基于球形跨尺度结构阵列的葡萄糖酶电极，其特征在于：所述的3×3金微球阵列的横向节距为625μm，纵向节距为570μm。

5.根据权利要求1所述的基于球形跨尺度结构阵列的葡萄糖酶电极，其特征在于：用水浴法在金微球(4)表面合成的ZnO纳米线(8)，其端面为正六边形结构，长度为1～2μm，正六边形结构直径为Φ40～60nm。

6.根据权利要求1所述的基于球形跨尺度结构阵列的葡萄糖酶电极，其特征在于：所述的塑料滴管(6)大端直径为Φ12mm，管身直径为Φ5mm。

7.一种基于球形跨尺度结构阵列的葡萄糖酶电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)取九根长度为80mm、直径为Φ50μm的键合金丝，分别熔融至17mm，得到九个包含有金丝引线(7)和直径为Φ400μm的金微球(4)的复合结构材料；

2)取4块厚度为520μm长度为8mm、宽度为8mm的硅基底(1)清洗干净；

3)将三根带有金属线和金微球(4)的复合结构材料按625μm的节距均匀排列在贴有导电胶带(2)且厚度为520μm的硅基底(1)上形成1×3金微球阵列；

4)重复步骤3)，在另外2块厚度为520μm的硅基底(1)上分别形成节距为625μm的1×3金微球阵列；

5)将上述三个厚度为520μm且带有节距为625μm的1×3金微球阵列的硅基底(1)放置在一起并在最上层的硅基底上铺设另一硅基底后用导电胶带同向粘贴在一起，则形成横向节距为625μm、纵向节距为570μm的3×3金微球阵列组件；

6)按环氧树脂﹕固化剂﹕无水乙醇为5﹕5﹕3的质量比配制环氧树脂溶液5；

7)剪取塑料滴管(6)的中间部分，放入步骤5)得到的3×3金微球阵列组件；将3×3金微球阵列从塑料滴管(6)大端露出，而将金丝引线(7)从塑料滴管(6)的管身引出；向塑料滴管(6)管身注入环氧树脂溶液，在干燥箱中于80℃下保持30min，使管身密封；往塑料滴管(6)大端中注入环氧树脂溶液，并在干燥箱中于80℃下保持2h使环氧树脂溶液完全固化；

8)对步骤7)封装好的3×3金微球阵列组件进行清洗；

9)配制浓度为1mmol/L的ZnO纳米线种子层溶液；

10)将3×3金微球阵列浸入ZnO纳米线种子层溶液，在其表面上得到ZnO纳米线种子层；

11)将沉积有ZnO纳米线种子层的3×3金微球阵列组件置于120℃的干燥箱中完成退火处理；

12)配制浓度为0.025mol/L的ZnO纳米线生长液；

13)将沉积有种子层的3×3金微球阵列浸入ZnO纳米线生长液中，基于水浴法于90℃下保持2.5h，则在3×3金微球阵列上生长了ZnO纳米线(8)，进而得到球形跨尺度结构阵列；

14)用去离子水超声清洗生长有ZnO纳米线的球形跨尺度结构阵列，并在室温下干燥；

15)配制浓度为0.01mol/L、pH为7.4的磷酸盐缓冲液；

16)将活力为50U/mg的GOD加入到上述PBS溶液中，得到浓度为40mg/mL的GOD溶液；

17)将生长有ZnO纳米线的球形跨尺度结构阵列浸入到GOD溶液中，在冰箱中于4℃下保持3h后取出，用PBS溶液冲洗，然后在室温下干燥，得到一层固定在ZnO纳米线上的用于催化作用的GOD(9)。