[发明专利]一种葡萄糖传感器电极及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种葡萄糖传感器电极，其特征在于：包括钛电极，钛电极的表面由纳米针二氧化钛形成的区域与由纳米锥结构聚吡咯形成的区域组成，每一个由纳米锥结构聚吡咯形成的区域与由纳米针二氧化钛形成的区域相邻，每一由纳米锥结构聚吡咯形成的区域与区域之间为由纳米针二氧化钛形成的区域；纳米锥结构聚吡咯形成的区域吸附有能够检测葡萄糖的酶；由纳米针二氧化钛形成的区域和由纳米锥结构聚吡咯形成的区域其中至少有一种区域为微区。

2.根据权利要求1所述葡萄糖传感器电极，其特征在于：所述由纳米针二氧化钛形成的区域和由纳米锥结构聚吡咯形成的区域其中至少有一种区域为多个独立区域；每一个独立区域为微区；

所述能够检测葡萄糖的酶为葡萄糖氧化酶；所述纳米锥结构聚吡咯为掺杂或未掺杂的纳米锥结构聚吡咯；所述由纳米锥结构聚吡咯形成的区域与由纳米针二氧化钛形成的区域形成电势差。

3.根据权利要求2所述葡萄糖传感器电极，其特征在于：所述纳米锥结构聚吡咯为掺杂的纳米锥结构聚吡咯，所述掺杂的纳米锥结构聚吡咯为柠檬酸掺杂的纳米锥结构聚吡咯。

4.根据权利要求2所述葡萄糖传感器电极，其特征在于：当由纳米针二氧化钛形成的区域和由纳米锥结构聚吡咯形成的区域都为多个独立区域时，由纳米针二氧化钛形成的区域和由纳米锥结构聚吡咯形成的区域相间排列或周期性相间排列；

当由纳米针二氧化钛形成的区域为整体区域，由纳米锥结构聚吡咯形成的区域为多个独立区域时，纳米锥结构聚吡咯形成的区域周期性排列，每一纳米锥结构聚吡咯形成的区域的四周为由纳米针二氧化钛形成的区域。

5.根据权利要求1所述葡萄糖传感器电极，其特征在于：所述纳米锥结构聚吡咯设置在氯掺杂的聚吡咯上，即纳米锥结构的聚吡咯与钛电极之间沉积有氯掺杂的聚吡咯。

6.根据权利要求1~5任一项所述葡萄糖传感器电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）钛表面碱热处理

去除钛电极表面的氧化膜，得到预处理的钛电极；将预处理的钛电极置于装有NaOH溶液的水热反应釜中进行碱热反应，钛电极表面形成纳米针结构二氧化钛膜层；

（2）微图案的纳米针二氧化钛膜层构建

在纳米针结构二氧化钛膜层上形成凹槽，获得具有微图案的纳米针结构二氧化钛膜层；

（3）电沉积氯掺杂的聚吡咯

选用三电极模式，导电金属为对电极，步骤（2）中具有微图案的纳米针结构二氧化钛膜层的钛电极为工作电极，电解质溶液为包含吡咯和氯离子的水溶液，采用计时电位法控制电化学反应，氯掺杂的聚吡咯沉积在具有微图案的纳米针结构二氧化钛膜层的凹槽图案中；

（4）纳米锥结构聚吡咯构建

选用三电极模式，导电金属为对电极，步骤（3）中沉积有氯掺杂的聚吡咯的钛电极为工作电极，电解质为包含吡咯和柠檬酸的缓冲溶液，采用计时电位法控制电化学反应，氯掺杂的聚吡咯上形成纳米锥结构柠檬酸掺杂的聚吡咯即纳米锥结构柠檬酸掺杂的聚吡咯沉积在凹槽图案中，获得具有纳米针结构二氧化钛和纳米锥结构聚吡咯的钛电极；

（5）吸附能够检测葡萄糖的酶：

将步骤（4）制备的钛电极上吸附能够检测葡萄糖的酶，得到葡萄糖传感器电极。

7.根据权利要求6所述葡萄糖传感器电极的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述碱热反应的温度为70~110℃；步骤（1）所述氢氧化钠溶液浓度为1～4 mol/L；

步骤（1）所述碱热处理的时间为12～36 h；

步骤（3）中所述电化学反应的电流为10~30 mA/cm²；电化学反应的时间为10 s~40 s；

步骤（4）中所述电化学反应的电流为0.5～2.0mA/cm² ；电化学反应的时间为10～50 s。