[发明专利]一种Ni/Au复合纳米线阵列无酶葡萄糖传感器电极及其制备方法

说明书

本发明提供了一种Ni/Au复合纳米线阵列无酶葡萄糖传感器电极及其制备方法，将阳极氧化铝模板进行导电处理；在阳极氧化铝导电模板内进行Au沉积，然后再进行Ni沉积；去除沉积了Au和Ni的阳极氧化铝导电模板，得到Ni/Au复合纳米线阵列；将Ni/Au复合纳米线阵列一端粘到修饰电极上，进行电位环扫直至循环伏安图稳定，即得到无酶葡萄糖传感器电极。该无酶葡萄糖传感器电极采用电沉积法将具有不同电负性的贵金属元素及非贵金属元素构建为双层的纳米线结构，明显提高了电极电流，提高了无酶葡萄糖传感器的灵敏度，解决了制约无酶葡萄糖传感器的应用限制问题。

技术领域

本发明属于电化学技术领域。具体涉及一种Ni/Au复合纳米线阵列无酶葡萄糖传感器电极及其制备方法。

背景技术

葡萄糖含量的快速灵敏检测在临床医学检验、食品安全分析以及生物发酵控制等领域都有着十分重要的应用，其中又以血液中葡萄糖含量的检测最为重要。血液中的葡萄糖水平异常会导致许多严重的疾病，最为常见且与人们身体密切相关的有糖尿病。根据国际糖尿病联盟(International Diabetes Federation，IDF)的数据，2015年，全世界共有4.15亿糖尿病患者，几乎每11个人中就有1个糖尿病患者，而糖尿病如果不能有效控制，可导致脑中风、冠心病、失明、肾衰尿毒症、下肢坏死等多种并发症，严重威胁人们的健康。全球每年约有460万人死于糖尿病及其并发症，平均每7秒钟就有1人因糖尿病离世。由此可见，全球糖尿病防控形势已日趋严峻。

因此，作为临床上诊断糖尿病的唯一标准，血液中葡萄糖含量的检测显得尤为重要。目前，葡萄糖含量的检测方法有很多种，如色谱法、光谱法和电化学方法等。其中的电化学葡萄糖传感器因其能够实时检测、可靠性高、成本低及易于操作等优点而被广泛研究。

葡萄糖传感器根据修饰电极中是否含有葡萄糖氧化酶，可以分为酶葡萄糖传感器和无酶葡萄糖传感器两大类。对于酶葡萄糖传感器由于酶易失活，且受环境因素(如温度、湿度及pH等)的影响大，固定困难等问题，导致酶葡萄糖传感器的稳定性和寿命较差。对于无酶葡萄糖传感器而言，电极材料是决定其性能的最重要因素。金属及其氧化物材料，如铂、金、钯、镍、铜、钴等，由于良好的催化性能和生物兼容性，成为无酶葡萄糖传感器理想的电极材料。但是相对于酶催化剂而言，无酶催化剂对葡萄糖氧化的反应动力学较慢、选择性较差，从而导致无酶葡萄糖传感器的灵敏度较差、性能相对较差，这是制约无酶葡萄糖传感器应用的主要问题。因此研究高性能无酶葡萄糖传感器电极材料的生长机理及制备方法，改善电极材料的灵敏度、选择性和稳定性，成为该领域中的研究热点。

发明内容

针对上述问题，本发明创造性的提出了一种Ni/Au复合纳米线阵列无酶葡萄糖传感器电极及其制备方法。该无酶葡萄糖传感器电极采用电沉积法将具有不同电负性的贵金属元素及非贵金属元素构建为双层的纳米线结构，明显提高了电极电流，提高了无酶葡萄糖传感器的灵敏度，解决了制约无酶葡萄糖传感器的应用限制问题。

一种上述的Ni/Au复合纳米线阵列无酶葡萄糖传感器电极的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)Ni/Au复合纳米线阵列的制备

将阳极氧化铝模板进行导电处理；

在阳极氧化铝导电模板内进行Au沉积，然后再进行Ni沉积；

去除沉积了Au和Ni的阳极氧化铝导电模板，得到Ni/Au复合纳米线阵列；

(2)无酶葡萄糖传感器电极的制备

将步骤(1)得到的Ni/Au复合纳米线阵列一端粘到(采用导电银浆(Ted Pella，Inc.)进行粘贴)修饰电极上，进行电位环扫直至循环伏安图稳定，即得到无酶葡萄糖传感器电极。

进一步地，采用磁控溅射Au层的方法对阳极氧化铝模板进行所述导电处理，包括：在阳极氧化铝模板上利用磁控溅射的方法溅射一层金层作为导电层；所述金层的厚度优选为100-200nm。