[发明专利]一种用于蔗糖检测芯片印刷的纳米传感浆料的制备方法

说明书

本发明属于蔗糖检测芯片技术领域，涉及一种用于蔗糖检测芯片印刷的纳米传感浆料的制备方法。纳米传感浆料的合成步骤为：氧化铈纳米棒溶液的配置及合成；Cu‑Co普鲁士蓝类似物合成液C、D的配制；Cu‑Co普鲁士蓝类似物在氧化铈纳米棒悬浮液中的合成。复合材料经过离心、烘干与导电碳油墨按一定比例混合，通过加入乙醇使混合浆料达到可印刷状态，进而借助丝网印刷技术制得生物传感芯片。该浆料合成方法简单、过程可控、易于实现产品化，能将工作电位控制在‑0.2V这样的低电位，对产物过氧化氢检测有极宽线性范围，满足不同市场的蔗糖浓度检测需求。

技术领域

本发明属于蔗糖检测芯片技术领域，涉及一种用于蔗糖检测芯片印刷的纳米传感浆料的制备方法。

背景技术

蔗糖是一种常见的双糖,由一分子葡萄糖的半缩醛羟基与一分子果糖的半缩醛羟基脱水缩合而成。蔗糖普遍存在于植物界的根、茎、叶及果实中，在甘蔗、甜菜及槭树汁中含量尤为丰富，是食用糖的主要成分，也是重要的食品和甜味调味品。除了作为甜味剂外，蔗糖也作为酵母的营养剂，在发酵过程中，蔗糖含量过高会抑制发酵反应的进行，反之过低会导致微生物的死亡而达不到发酵效果。因此，制备一种有效的检测设备和方法能够精确地检测出蔗糖的浓度，对于食品分析、发酵行业乃至人类健康都具有重要意义。

目前市场上常见的蔗糖检测方法有色谱法、分光光度法、定性化学方法、折光法、旋光法等，这些方法或者需要昂贵和笨重的设备，或者存在耗时和操作复杂等劣势，不能同时满足快速、精准检测的要求。电化学生物传感是一种新型技术，通过生物分子之间的特异性识别作用将目标分子与其反应信号转化成电信号，如电容、电流、电位、电导率等，从而实现对目标分析物的快速精准检测。

发明内容

本发明针对传统蔗糖检测中存在的问题提出一种新型的用于蔗糖检测芯片印刷的纳米传感浆料的制备方法。本发明的目的在于制备出氧化铈、Cu-Co普鲁士蓝类似物复合材料与导电碳油墨混合的纳米传感浆料，可用于电极的印刷。

为了达到上述目的，本发明是采用下述的技术方案实现的：

一种用于蔗糖检测芯片印刷的纳米传感浆料的制备方法，其具体步骤如下：

（1）氧化铈纳米材料的制备：以七水合氯化亚铈为铈源，溶于去离子水中，制得溶液A；以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为表面活性剂，溶于去离子水中，制得溶液B。将A、B溶液混合并搅拌至澄清透明，加入氨水控制pH，将悬浮液转入水热釜，在高温下一段时间后取出合成的纳米氧化铈悬浮液，经过离心、清洗得到纳米氧化铈沉淀，将材料放入烘箱一段时间得到氧化铈粉末；

（2）Cu-Co普鲁士蓝类似物合成液C、D的配制：配制普鲁士蓝类似物合成液C为六氰基钴(III)酸钾与去离子水混合溶液；配制普鲁士蓝类似物合成液D为二水合氯化铜与去离子水的混合，在合成液D中含有柠檬酸钠作为表面活性剂。

（3）Cu-Co普鲁士蓝类似物在氧化铈纳米棒悬浮液中的合成：将步骤（1）合成的氧化铈粉末分散在去离子水的烧杯里，并将烧杯至于一定温度的水浴锅中，然后把步骤（2）制得的合成液C、D取出相同体积，装在注射泵以相同的速度滴入烧杯中，微速合成纳米复合物溶液。

（4）纳米传感浆料的制备：步骤（3）合成的纳米复合物溶液复合材料经过离心、烘干与导电碳油墨按一定比例混合得到泥状的浆料，通过加入乙醇使混合浆料达到可供印刷的粘度。

上述步骤制备的纳米传感浆料，用在芯片中的典型步骤如下：

芯片电极的制备：通过丝网印刷技术在底板材料上印刷出基底电极，以氯化银油墨为印刷参比电极油墨，以碳油墨为印刷对电极油墨，以步骤（4）制得纳米传感浆料为印刷工作电极油墨。底板材料可以为PVC、PET、氧化铝、陶瓷、金、银或铂中的一种。