[发明专利]一种用于葡萄糖无酶检测的NiCo2

说明书

本发明提供了一种用于葡萄糖检测的NiCo₂O₄/Ni‑P复合电极及其制备方法。本发明采用电沉积模板法制备三维多孔Ni‑P电极，并以以多孔Ni‑P电极为基底，采用水热法在多孔Ni‑P层表面修饰片状钴酸镍层，得到NiCo₂O₄/Ni‑P复合电极。三维的多孔结构和骨架表面的片层相互交织，增大了材料的比表面积，保证了电极在氧化还原反应过程中能进行快速的离子传输和电子转移。NiCo₂O₄/Ni‑P复合电极对葡萄糖具有良好的电化学响应性能，可应用于葡萄糖无酶检测传感器，电极对葡萄糖的检出限为11.5μM，灵敏度为1442.0μA mM^‑1cm^‑2。

技术领域

本发明属于生物化学传感器领域，涉及一种用于葡萄糖无酶检测的NiCo₂O₄/Ni-P复合电极及其制备方法与应用。

背景技术

葡萄糖是人体必不可少的生物分子，可以为人体的正常活动提供能量，但人体中葡萄糖含量超标则使人患上糖尿病。糖尿病是一种慢性疾病，会引发很多并发症，如视力减退、肾功能衰竭、视网膜病变和中风。因此，糖尿病的有效治疗受到大众的密切关注，准确检测葡萄糖浓度是预防和监控糖尿病的有效方法，为及时了解人体代谢水平和体内血糖的含量，有必要研究开发一种具有高灵敏度、高可靠性的葡萄糖传感器，持续检测人体中葡萄糖的含量。

相比于光学、色谱等检测方法，电化学检测法具有快速响应、灵敏度高、制备简单和方便携带等优点，是对生物小分子葡萄糖进行快速、精准检测的最佳方法。目前，市场上最普遍的是基于酶的生物传感器，大多为一次性检测，无法持续检测葡萄糖，且酶易受外部环境影响失活，严重影响检测结果的可靠性。

无酶传感器可以在电极表面可以直接催化氧化葡萄糖小分子，避免酶的介入，进行持续性检测。贵金属(Pt、Au、Ag)及其合金可以高效催化葡萄糖，但高昂的制备成本成为其广泛使用的制约因素。镍基金属及其氧化物、磷化物具有优异的催化性能，是用于无酶H₂O₂和葡萄糖传感器的候选材料。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于葡萄糖无酶检测的NiCo₂O₄/Ni-P复合电极。

本发明提供的NiCo₂O₄/Ni-P复合电极为工作电极、参比电极和对电极共平面集成电极，其中所述工作电极包括电极层、多孔Ni-P层和片状钴酸镍修饰层，所述对电极反应层为铂，所述参比电极反应层为银-氯化银。

其中所述多孔Ni-P复合物具有三维有序多孔结构，含有镍和磷的原子比为2∶1。这种结构有助于电极和电解液充分接触，可以实现快速的电子转移和离子传输。

钴酸镍有比镍或钴的氧化物更好的导电性、更多的化学态和更高的电化学活性，在多孔Ni-P表面修饰钴酸镍，不仅能提供更大的比表面积，增强电极检测性能，还可以保护多孔Ni-P结构，令其不易坍塌。

本发明的另一目的是提供一种NiCo₂O₄/Ni-P复合电极的制备方法。

具体包括以下步骤：

S1、多孔Ni-P的制备：采用电沉积模板法制备三维多孔Ni-P电极；

S2、NiCo₂O₄/Ni-P复合电极的制备：以所述多孔Ni-P电极为基底，采用水热法在多孔Ni-P层表面修饰片状钴酸镍层，得到NiCo₂O₄/Ni-P复合电极。