基于纳米复合材料修饰丝网印刷电极的非酶葡萄糖传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种丝网印刷传感器的制备方法，尤其涉及一种基于纳米复合材料修饰丝网印刷电极的非酶葡萄糖传感器的制备方法。
【背景技术】
[0002]印制电子是一种新型的绿色产业，它是指将各种功能油墨，通过合适的印刷技术，加成印制在各种基材上，制备大面积、柔性、低成本的电子产品和器件。最近几年，印刷电子产业的高速产业化发展带动了印刷电子器件相关工业的形成与发展。由于目前生物传感器的技术已经相对成熟，而最关键的问题是低成本，易于生产。而采用印刷电子技术，正好可以实现低成本，易于生产。
[0003]采用丝网打印的方法，制备有机纳米复合材料作为导电油墨，大面积大规模印刷传感器以取代现在所用的传统方法，是电子工业和信息产业的迫切需求。
[0004]目前，大部分电化学传感器用的电极都是玻碳电极、金属电极或者是碳电极，其缺点是电极表面积小、产生活性面积小，从而影响传感器的灵敏度和精确度。
[0005]近年来，葡萄糖传感器的研宄备受关注.按生物传感器构建可分为有酶和无酶葡萄糖电化学传感器，广泛应用的是有酶葡萄糖电化学传感器。然而，该传感器的稳定性会受温度、溶液PH和溶解氧等因素的影响，且制作较为繁琐，因此无酶葡萄糖电化学传感器成为目前研宄热点，随着新材料的不断出现和更多葡萄糖氧化作用机制的详细报道，非酶电极的使用揭示了催化葡萄糖氧化的新型葡萄糖传感器的潜在发展。
[0006]为了发展灵敏高、选择性好、检测限度低的非酶葡萄糖传感器，已有大量文献报道了探索的一系列非酶电催化剂，有:金属(例如:Au、Ag、Pt、Ni和Cu)、金属氧化物/半导体(例如:CuO、Cu2O, N1、CoO、Ru2O, Ru2O和Ni (OH)2)、化合物(如酞菁钴)、双金属纳米材料或者合金(例如:Pt-Au、Pt-Pb> N1-Cu和Au-Ag)、金属/金属氧化物-碳纳米管复合材料(例如:Au nanoparticles-MWNTs、Cu2O-MWNTs nanocomposites 和 MnO2-MWNTs)、以及基于碳的材料(如CNTs、含硼金刚石)等。
[0007]纳米材料比表面积大，将其用于制备无酶的电化学传感器有望取得良好的成效.大大提高传感器的稳定性。其中，纳米氧化铜，有高比表面积及较佳电化学活性，是制备无酶葡萄糖传感器的一种很好的材料。石墨烯是由一层密集的晶体点阵上的碳原子组成，其厚度仅为0.35nm，是世界上最薄的二维材料。作为电极材料，石墨烯具有比表面积大、导电性好、稳定性高等良好的电化学性能，它能负载大量的纳米粒子、生物分子或芳香环分子，易于进一步修饰改性。本发明采用插值电路，用印刷的方式印制电极，该电极表面积大，故产生活性面积大，从而影响传感器的灵敏度和精确度；利用液相法制备了氧化铜一石墨烯纳米复合材料，制备了高灵敏度的葡萄糖电化学传感器。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种基于纳米复合材料修饰丝网印刷电极的非酶葡萄糖传感器的制备方法，该葡萄糖传感器灵敏度高、响应速度快、稳定性好，且制备成本低、简单快捷、可大面积印刷。
[0009]本发明的技术方案:
[0010]一种基于纳米复合材料修饰丝网印刷电极的非酶葡萄糖传感器，其制备方法步骤如下:
[0011]I)硫酸铜-十六烷基三甲胺溴化铵(CTAB)混合溶液的制备
[0012]将硫酸铜溶解于去离子水中，常温搅拌10-20min溶解，然后加入十六烷基三甲胺溴化铵，搅拌溶解后得到硫酸铜-十六烷基三甲胺溴化铵混合溶液；
[0013]2)石墨烯(GO)分散液的制备
[0014]将石墨烯分散到去离子水中，细胞粉碎分散2小时，得到石墨烯分散液，然后与上述硫酸铜-十六烷基三甲胺溴化铵混合溶液混合并搅拌均匀，得到石墨烯分散液；
[0015]3)氧化铜/石墨烯(CuO-GO)混合物的制备
[0016]将上述石墨烯分散液在常温下磁力搅拌半小时，然后用分液漏斗滴加将浓度为8mol/L的NaOH溶液，继续搅拌15_20h，真空抽滤得到黑色沉淀物，在60-90°C下真空干燥l_2h，研磨后得到氧化铜/石墨烯混合物；
[0017]4)氧化铜/石墨烯印刷浆料的制备
[0018]将松油醇与乙基纤维素混合搅拌溶解后，加入步骤3)制得的氧化铜/石墨烯混合物，先磁力搅拌10-20min，然后细胞粉碎10_20min，得到氧化铜/石墨稀印刷楽料；
[0019]5)纳米银插指电路的制备
[0020]取目数为350的聚氨酯网板，插指线条的长和宽分别为10-20mm、0.5_3mm，插指线条间隙为0.5-3mm，插指条数为8_12根，将网板固定在卡槽后，打开丝网印刷机电源，将购买的纳米银墨水涂在网板上，将聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)塑料膜置于印刷台上，调节刮刀速度为150-200mm/s，半自动印刷一次，将印刷好的插指电路置于真空干燥箱内50°C下烘干lh，制得纳米银插指电路；
[0021]6)非酶葡萄糖传感器的制备
[0022]将上述纳米银插指电路作为印刷底板置于印刷台上，将步骤4)制得的氧化铜/石墨烯印刷浆料涂在网板上，调节刮刀速度为150-200mm/s，半自动印刷一次，将印刷好的传感器置于真空干燥箱内50°C下烘干lh，制得非酶葡萄糖传感器并放入密封袋中干燥保存。
[0023]所述步骤I)中硫酸铜与去离子水的用量比为lg: 10-20mL ;硫酸铜与十六烷基三甲胺溴化铵的质量比为40:2-3。
[0024]所述步骤2)石墨稀与去离子水的用量比为lmg:5-8mL ;所述石墨稀分散液与硫酸铜混合水溶液体积比为1:0.5-2 ο
[0025]所述步骤3)石墨烯分散液与NaOH溶液的用量比为1: 0.5-2。
[0026]所述步骤4)乙基纤维素与、松油醇与氧化铜/石墨烯混合物的用量比为1.5-3g:50_100mL:2.5_5g0
[0027]本发明的优点是:采用丝网印刷机双层套印纳米银插指电路和氧化铜/石墨烯传感器制备成本低、简单快捷，是一种可大面积印刷的葡萄糖传感器；该传感器灵敏度高、响应速度快、稳定性好，对葡萄糖检测的线性范围为I μΜ-4πιΜ，检测限为3ηΜ，灵敏度为1675.88 μ A.L.mmol 1Cm 2。
【附图说明】
[0028]图1为纳米银插指电路图。
[0029]图2为该传感器对葡萄糖的计时电流检测图。
具体实施方案
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