[发明专利]基于含有活性铜碳点的尿酸电化学传感器及其应用

说明书

本发明公开基于含有活性铜碳点的尿酸电化学传感器及其应用。本发明将富含羧基的高分子聚合物、含二价铜盐加入到反应容器中，置于水热反应釜中，200～240℃下反应2～18h，离心，透析纯化，得到含有活性铜碳点溶液；采用三电极体系，以玻碳电极为工作电极，铂丝电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，将上述预处理过的玻碳电极置入上述含有活性铜碳点的溶液中，利用电沉积法在0～2V的电位范围50～500mV/s的扫速下循环扫描。与现有技术相比，本发明利用含有活性铜碳点这种纳米材料不仅具有碳点大的比表面积和高的电子传递速率，还具有活性铜对电极界面上基质的电子转移速率的促进作用以及对尿酸的非常强的选择性。

技术领域

本发明属于电化学生物传感器技术领域，具体涉及基于含有活性铜的碳点电化学传感器及其应用，实现对尿酸的选择性灵敏检测。

背景技术

尿酸是人体嘌呤的代谢产物，在人体中含量过高的话会导致痛风性关节炎、高尿酸血症和Lesh Nyan综合症等疾病。近年来随着人们生活质量的提高，我国人民从食物中摄取的嘌呤含量提高，越来越多的人处于尿酸过高的亚健康状态甚至疾病状态。因此，人体内尿酸浓度的准确检测在临床诊断领域极为重要。

目前尿酸浓度的测定方法主要有色谱法、分光光度法、荧光法、化学发光法、电化学法。其中电化学方法具有选择性好、灵敏度高、操作简单和成本低廉等优点而广泛应用于尿酸的测定。然而现有技术电化学传感器检测尿酸的方法主要遇到两个问题：一方面，传统电极上其氧化电位与抗坏血酸的电位接近，容易受到抗坏血酸的干扰；另一方面，尿酸检测的灵敏度有限不能满足需求。

发明内容

本发明的一个目的在于解决现有技术中所存在的技术问题，提供一种基于含有活性铜碳点(Cu-CDs)的尿酸电化学生物传感器，将活性铜的选择性与碳点在提高灵敏度上面的贡献结合起来。最终实现对尿酸的选择性高灵敏检测，具有选择性好、高灵敏性稳定性且制备工艺简单、成本低等优点。

本发明提供的基于含有活性铜的碳点电化学传感器,采用以下方法步骤制备而成：

1)采用水热法一步合成含有活性铜碳点：

将富含羧基的高分子聚合物、含二价铜盐加入到反应容器中，然后加入50ml去离子水稀释，混合均匀后得到混合反应液；再将混合反应液倒入水热反应釜中，200～240℃下反应2～18h，得到混合液；将所得混合液13000rpm离心30分钟去除溶液中的大颗粒残渣；用分子量为500～3000D的透析袋透析10～30h以达到纯化的目的，最终在4℃下避光保存，得到含有活性铜碳点的溶液；

所述的含二价铜盐为Cu(NO₃)₂、CuCl₂、CuSO₄等；

所述的高分子聚合物为聚甲基丙烯酸钠(PMAA)、聚丙烯酸钠(PAAS)等；

所述的高分子聚合物与含二价铜盐的质量比为1：0.02～0.1；

所述的混合反应液中二价铜离子的浓度为1～10.2mg·mL^-1。

2)电化学生物传感器的制备：

①玻碳电极的预处理：分别用粒径为1.0、0.3、0.05μm的氧化铝粉末配合麂皮打磨电极，在0.65mM(浓度范围在0.1mmol～1mmol内均可)K₃[Fe(CN)₆]/K₄[Fe(CN)₆]溶液中进行循环伏安表征，当氧化峰和还原峰的峰值差△Ep＜75mV后，再依次用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗，最后用氮气吹干待用。