基于納米復合材料修飾絲網印刷電極的非酶葡萄糖傳感器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種絲網印刷傳感器的制備方法，尤其涉及一種基于納米復合材料修飾絲網印刷電極的非酶葡萄糖傳感器的制備方法。
【背景技術】
[0002]印制電子是一種新型的綠色產業，它是指將各種功能油墨，通過合適的印刷技術，加成印制在各種基材上，制備大面積、柔性、低成本的電子產品和器件。最近幾年，印刷電子產業的高速產業化發展帶動了印刷電子器件相關工業的形成與發展。由于目前生物傳感器的技術已經相對成熟，而最關鍵的問題是低成本，易于生產。而采用印刷電子技術，正好可以實現低成本，易于生產。
[0003]采用絲網打印的方法，制備有機納米復合材料作為導電油墨，大面積大規模印刷傳感器以取代現在所用的傳統方法，是電子工業和信息產業的迫切需求。
[0004]目前，大部分電化學傳感器用的電極都是玻碳電極、金屬電極或者是碳電極，其缺點是電極表面積小、產生活性面積小，從而影響傳感器的靈敏度和精確度。
[0005]近年來，葡萄糖傳感器的研宄備受關注.按生物傳感器構建可分為有酶和無酶葡萄糖電化學傳感器，廣泛應用的是有酶葡萄糖電化學傳感器。然而，該傳感器的穩定性會受溫度、溶液PH和溶解氧等因素的影響，且制作較為繁瑣，因此無酶葡萄糖電化學傳感器成為目前研宄熱點，隨著新材料的不斷出現和更多葡萄糖氧化作用機制的詳細報道，非酶電極的使用揭示了催化葡萄糖氧化的新型葡萄糖傳感器的潛在發展。
[0006]為了發展靈敏高、選擇性好、檢測限度低的非酶葡萄糖傳感器，已有大量文獻報道了探索的一系列非酶電催化劑，有:金屬(例如:Au、Ag、Pt、Ni和Cu)、金屬氧化物/半導體(例如:CuO、Cu2O, N1、CoO、Ru2O, Ru2O和Ni (OH)2)、化合物(如酞菁鈷)、雙金屬納米材料或者合金(例如:Pt-Au、Pt-Pb> N1-Cu和Au-Ag)、金屬/金屬氧化物-碳納米管復合材料(例如:Au nanoparticles-MWNTs、Cu2O-MWNTs nanocomposites 和 MnO2-MWNTs)、以及基于碳的材料(如CNTs、含硼金剛石)等。
[0007]納米材料比表面積大，將其用于制備無酶的電化學傳感器有望取得良好的成效.大大提高傳感器的穩定性。其中，納米氧化銅，有高比表面積及較佳電化學活性，是制備無酶葡萄糖傳感器的一種很好的材料。石墨烯是由一層密集的晶體點陣上的碳原子組成，其厚度僅為0.35nm，是世界上最薄的二維材料。作為電極材料，石墨烯具有比表面積大、導電性好、穩定性高等良好的電化學性能，它能負載大量的納米粒子、生物分子或芳香環分子，易于進一步修飾改性。本發明采用插值電路，用印刷的方式印制電極，該電極表面積大，故產生活性面積大，從而影響傳感器的靈敏度和精確度；利用液相法制備了氧化銅一石墨烯納米復合材料，制備了高靈敏度的葡萄糖電化學傳感器。
【發明內容】
[0008]本發明的目的是針對上述存在問題，提供一種基于納米復合材料修飾絲網印刷電極的非酶葡萄糖傳感器的制備方法，該葡萄糖傳感器靈敏度高、響應速度快、穩定性好，且制備成本低、簡單快捷、可大面積印刷。
[0009]本發明的技術方案:
[0010]一種基于納米復合材料修飾絲網印刷電極的非酶葡萄糖傳感器，其制備方法步驟如下:
[0011]I)硫酸銅-十六烷基三甲胺溴化銨(CTAB)混合溶液的制備
[0012]將硫酸銅溶解于去離子水中，常溫攪拌10-20min溶解，然后加入十六烷基三甲胺溴化銨，攪拌溶解后得到硫酸銅-十六烷基三甲胺溴化銨混合溶液；
[0013]2)石墨烯(GO)分散液的制備
[0014]將石墨烯分散到去離子水中，細胞粉碎分散2小時，得到石墨烯分散液，然后與上述硫酸銅-十六烷基三甲胺溴化銨混合溶液混合并攪拌均勻，得到石墨烯分散液；
[0015]3)氧化銅/石墨烯(CuO-GO)混合物的制備
[0016]將上述石墨烯分散液在常溫下磁力攪拌半小時，然后用分液漏斗滴加將濃度為8mol/L的NaOH溶液，繼續攪拌15_20h，真空抽濾得到黑色沉淀物，在60-90°C下真空干燥l_2h，研磨后得到氧化銅/石墨烯混合物；
[0017]4)氧化銅/石墨烯印刷漿料的制備
[0018]將松油醇與乙基纖維素混合攪拌溶解后，加入步驟3)制得的氧化銅/石墨烯混合物，先磁力攪拌10-20min，然后細胞粉碎10_20min，得到氧化銅/石墨稀印刷楽料；
[0019]5)納米銀插指電路的制備
[0020]取目數為350的聚氨酯網板，插指線條的長和寬分別為10-20mm、0.5_3mm，插指線條間隙為0.5-3mm，插指條數為8_12根，將網板固定在卡槽后，打開絲網印刷機電源，將購買的納米銀墨水涂在網板上，將聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料膜置于印刷臺上，調節刮刀速度為150-200mm/s，半自動印刷一次，將印刷好的插指電路置于真空干燥箱內50°C下烘干lh，制得納米銀插指電路；
[0021]6)非酶葡萄糖傳感器的制備
[0022]將上述納米銀插指電路作為印刷底板置于印刷臺上，將步驟4)制得的氧化銅/石墨烯印刷漿料涂在網板上，調節刮刀速度為150-200mm/s，半自動印刷一次，將印刷好的傳感器置于真空干燥箱內50°C下烘干lh，制得非酶葡萄糖傳感器并放入密封袋中干燥保存。
[0023]所述步驟I)中硫酸銅與去離子水的用量比為lg: 10-20mL ;硫酸銅與十六烷基三甲胺溴化銨的質量比為40:2-3。
[0024]所述步驟2)石墨稀與去離子水的用量比為lmg:5-8mL ;所述石墨稀分散液與硫酸銅混合水溶液體積比為1:0.5-2 ο
[0025]所述步驟3)石墨烯分散液與NaOH溶液的用量比為1: 0.5-2。
[0026]所述步驟4)乙基纖維素與、松油醇與氧化銅/石墨烯混合物的用量比為1.5-3g:50_100mL:2.5_5g0
[0027]本發明的優點是:采用絲網印刷機雙層套印納米銀插指電路和氧化銅/石墨烯傳感器制備成本低、簡單快捷，是一種可大面積印刷的葡萄糖傳感器；該傳感器靈敏度高、響應速度快、穩定性好，對葡萄糖檢測的線性范圍為I μΜ-4πιΜ，檢測限為3ηΜ，靈敏度為1675.88 μ A.L.mmol 1Cm 2。
【附圖說明】
[0028]圖1為納米銀插指電路圖。
[0029]圖2為該傳感器對葡萄糖的計時電流檢測圖。
具體實施方案
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