[发明专利]一种金属硫化矿生物传感器及其使用方法

说明书

本发明的涉及一种金属硫化矿生物传感器及其使用方法，包括圆柱体型的感应原件和与圆柱体一端底面相连的铜线，所述的感应原件为金属硫化矿，感应原件与铜线覆盖有聚四氟乙烯，感应原件一端没有覆盖聚四氟乙烯的底面为检测端与待测溶液接触，待测溶液为过氧化氢、抗坏血酸或葡萄糖溶液。其使用方法是将金属硫化矿生物传感器作为工作电极，建立工作电极、对电极和参比电极的三电极系统，与电化学工作站连接；再将工作电极的检测端置于待测溶液中，通过电化学工作站检测出待测溶液中响应电流的大小，然后根据标准曲线，确定待测溶液中生物组份浓度。本发明的优点是：结构简单、污染小、成本低廉，响应速度快、检测范围宽、操作稳定性好。

技术领域

本发明属于用于检测生物医学数据的生物传感器技术领域，具体涉及一种天然金属硫化矿作为工作电极的金属硫化矿生物传感器及其使用方法。

背景技术

近几十年，大部分生物传感器是将生物酶固定在电极上，对相应的底物进行检测。生物酶本身的纯化过程很困难，生物酶固化在电极上的过程也繁琐、复杂、成本高，而且由于生物酶易受外界环境的影响而失去活性，生物酶传感器存在稳定性差、使用寿命短等缺点。随着科技的飞速发展，生物传感器已经发展到第四代，即无酶传感器。无酶传感器具有以下的优点：一、制备变得相对简单一些、易操作；二、使用寿命相对较长、稳定性较好；三、无酶条件下，避免了溶解氧对一些底物的影响。因此，与有酶电化学生物传感器相比，无酶电化学生物传感器具有检测线性范围宽、稳定性好、成本降低、使用寿命长等优点受到广泛关注。

葡萄糖的检测方法有光谱法、色谱法以及电化学方法等，其中电化学葡萄糖传感器因其检测速度快、灵敏度高、成本低以及易于操作等优点而被广泛使用。

公开(公布)号：CN106198654A，公开了“无酶电化学葡萄糖传感器电极材料及其制备方法和应用”，提供了一种由镍掺杂的FeS₂涂层材料，将所述的材料涂在导电玻璃上，所制备的葡萄糖传感器具有检测范围宽、抗干扰性强、成本低等优势。但是其制备方法相对复杂，需要使用亚铁盐、镍盐、柠檬酸盐、聚乙烯吡咯烷酮、氢氧化钠溶液、硫粉、水的混合溶液多种原料，通过水热法得到，而且制备过程中需要在高压反应釜高温进行20-48小时。

过氧化氢(H₂O₂)能够作为氧化剂应用在医疗、药物及食品工业中，也是许多生物体系的媒介体；但是，过量的过氧化氢会对人类的中枢神经系统造成伤害。目前检测过氧化氢的方法很多，如滴定法、分光光度法以及电化学方法等。其中，检测过氧化氢的电化学方法具有灵敏度高、选择性好、方法简单等优点而被广泛应用于过氧化氢的测定。

公开(公布)号：CN102735732A，公开了“纳米氧化亚铜无酶过氧化氢传感器电极的制备及应用”。通过氧化亚铜纳米线和Nafion修饰金电极，利用氧化亚铜的催化特性以检测过氧化氢的含量，实现对过氧化氢的快速电化学测定，具有检测限低、灵敏度高、稳定性好的优点。此传感器制备过程相对复杂，需要电沉积和在碱性溶液中去除氧化铝模板，而且所使用的氧化亚铜纳米线及金电极价格昂贵，不适合产业化。

公开(公布)号：CN105738440A，公开了“一种金纳米阵列电极及其制备的无酶过氧化氢传感器”。该专利通过制备硅基单层聚合物胶体晶体阵列，采用物理沉积方法在模板表面沉积金膜，之后对模板进行热分解及退火处理，得到硅基金纳米阵列，制备的电极具有灵敏度高、稳定性好、经济环保等优点。这种制备方法存在步骤繁杂、成本高等不足，并且需要使用有机溶剂，不利于环保。

L-抗坏血酸(维生素C,简称Vc)能够阻断致癌物亚硝酸铵的形成，缺乏Vc会造成坏血病，过多的Vc对人体也会有不良影响。对其含量的测定，多采用电化学传感器。而电化学传感器装置和使用方法较复杂。

发明内容

本发明的目的是为了解决无酶传感器制备过程仍然较复杂、成本仍然较高的问题，提供了一种以天然金属硫化矿为感应原件的金属硫化矿生物传感器及其使用方法。