曲线，吸收峰在3123CHT1和1773cm η 处分别是PTCA的C-H振动和-C00H的C = 0伸缩振动，1594cm-1是PTCA芳香族C = C伸 缩处的吸收峰。上述的g_C3N4纳米片和PTCA的特征峰都能在两者复合物的红外光谱（曲 线c)中观察到，表明g-C 3N4片被成功的功能化，合成了 g-C3N4-PTCA纳米复合材料。
[0069] 4. 2将g-C3N4纳米片、PTCA和g-C 3N4-PTCA纳米复合材料进行XRD表征，各物质的 X射线衍射峰呈现在图2B中。g-C 3N4纳米片（曲线a)在002晶面衍射峰的位置在2 Θ = 27. 34°，与现有报道一致，表明g-C3N4纳米片被成功制备。茈四甲酸PTCA是由茈四甲酸二 酐PTCDA水解制得的，所以PTCA的XRD衍射峰与PTCDA的类似。与Karl等报道的PTCDA 的XRD衍射峰类似，本发明中合成的PTCA(曲线b)在9. 04° (011)，12. 06° (012)，24. 42 ° (024)和27. 18° (102)处观察到四个特征衍射峰。而g-C3N4-PTCA纳米复合材料（曲线 c)同时显示出g-C 3N4纳米片和PTCA的特征衍射峰。在大约27°处，g-C3N4纳米片的特征 峰与PTCA的一特征峰重合了。
[0070] 4. 3将g-C3N4纳米片，PTCA和g-C 3N4-PTCA纳米复合材料进行UV-vis表征，各物 质的紫外可见光谱吸收曲线见图2C。g-C 3N4纳米片（曲线a)在320nm显示出一特征峰，与 之前文献报道的g_C3N 4纳米片的特征吸收峰一致。曲线b为PTCA的UV-vis吸收曲线，在 513nm处（属于PTCA π - π *跃迀）和224nm处各有一个强吸收峰，均属于PTCA的特征吸收 峰。对g-C3N4-PTCA复合物（曲线c)，g-C 3N4纳米片的特征峰从320nm红移到了 325nm，表 明了 g_C3N4纳米片与PTCA通过JT-JT作用成功地堆积了。
[0071] 5、电极修饰过程的ECL和循环伏安（CV)表征
[0072] 图3A为不同修饰电极在含有0. 10mol/L K2S2O8的缓冲溶液中，在0. 0~-I. 3V电 位范围内，以300mV/s的扫速进行扫描时得到的ECL曲线。如图所示，裸电极（曲线a)显 示出微弱的ECL信号。当g-C 3N4-PTCA作为信号探针修饰于GCE上时，显示出一很强的ECL 信号（曲线b)。当DexP、Tween20和ConA依次修饰于电极上，相应的ECL信号依次降低， 如曲线c-e所示。
[0073] 图3B是不同修饰电极在[Fe(CN)6]〃3冲的循环伏安图谱。裸电极呈现出一对可 逆的氧化还原峰（曲线a)。修饰g-C 3N4_PTCA后（曲线b)，峰电流减小。随着DexP、Tween20 和ConA的进一步修饰，峰电流依次减小，如曲线c-e所示。ECL和CV表征结果均表明了电 极成功被修饰。
[0074] 6、传感器工作条件的优化：K2S2O8浓度（4A)，PBS的pH值（4B)和葡萄糖的孵育时 间（4C)
[0075] 将在5. OX 10_8mol/L的葡萄糖中孵育过的传感器，置于不同浓度的K2S2O i^PBS 溶液中测试其ECL响应。结果示于图4A中。随着K2S2O 8浓度从0· 05mol/L增加0· IOmol/ L，ECL信号值明显增强。当K2S2O8的浓度超过0. lOmol/L之后，ECL的信号值达到了一个相 对稳定的平台。因此优化的K2S2O 8浓度为0. 10m〇l/L。
[0076] 图4B呈现了不同pH对传感器ECL信号的影响。从图中可以看到，在pH 7.0的时 候，ECL信号值达到最大。但考虑到此传感器的实际应用，我们选择了生理pH值7. 4作为 优化的pH值。
[0077] 研宄了葡萄糖孵育时间对传感器ECL响应的影响。传感器于5. OX 10_8mol/L的葡 萄糖溶液中孵育不同的时间，然后测试其ECL响应。如图4C所示，随孵育时间从Imin增加 至5min，ECL信号明显增加。当孵育时间超过5min，ECL信号变化很小，增加不再明显。因 此，葡萄糖优化的孵育时间为5min。
[0078] 7、葡萄糖的检测
[0079] 在最优的实验条件下用制备的传感器测定葡萄糖。如图5所示，ECL强度随葡萄 糖浓度的增加而增加。以ECL响应信号的差值（Λ I = It-Itl)对葡萄糖浓度的对数作图， 线性关系示于图5中。在此，IjP It分别为传感器孵育葡萄糖前后的ECL响应信号。线 性范围为1.0 X 10-1(1~5. 2 X 10 -5mol/L，检测限为4. OX 10-nmol/L，线性回归方程为Λ I = 12246. 44+1125. 941og c，相关系数0.994。对比了该传感器与别的非酶葡萄糖传感器的性 能，结果示于表1中。相比于大多数传感器而言，我们所构建的非酶ECL传感器在线性范围 与检测限方面表现出更优的结果。
[0080] 表1不同无酶传感器的比较
[0081]
【主权项】
1. 一种无酶ECL葡萄糖传感器，其特征在于，主要由g-C3N4、PTCA、DexP和ConA制成。
2. 根据权利要求1所述的无酶ECL葡萄糖传感器，其特征在于，所述g-C3N4为g-C3N4 纳米片； 所述无酶ECL葡萄糖传感器通过以下方法制备： 先将g-C3N4纳米片与PTCA通过JT-JT堆积，制得g-C3N4-PTCA纳米复合材料，并修饰 于玻碳电极上； 再依次修饰DexP和ConA。
3. 根据权利要求2所述的无酶ECL葡萄糖传感器，其特征在于，所述g-C3N4纳米片与 PTCA以1:0. 9-1. 1的重量比进行堆积。
4. 根据权利要求2所述的无酶ECL葡萄糖传感器，其特征在于，所述g-C3N4-PTCA的制 备方法具体为： 将g_C3N4纳米片与PTCA分散在水中，超声7-9h，得到g-C3N4-PTCA复合材料。
5. 根据权利要求4所述的无酶ECL葡萄糖传感器，其特征在于， 所述g_C3N4纳米片与PTCA的总重量与所述水的重量比为1:950-1050。
6. 根据权利要求2所述的无酶ECL葡萄糖传感器，其特征在于，所述g-C3N4纳米片与 PTCA堆积后得到g-C3N4-PTCA纳米复合材料，滴涂于预处理后的玻碳电极表面，于室温下晾 干，然后修饰DexP; 所述DexP的体积与所述g-C3N4-PTCA的体积比为1:0. 9-1. 1。
7. 根据权利要求6所述的无酶ECL葡萄糖传感器，其特征在于，修饰DexPIh后修饰上 Tween20,所述Tween20的体积与所述g_C3N4_PTCA的体积比为1:0. 9-1. 1。
8. 根据权利要求6所述的无酶ECL葡萄糖传感器，其特征在于，玻碳电极的预处理方法 为：将玻碳电极分别经〇. 25-0. 35ym和0. 04-0. 06ym的Al2O3粉末抛光； 然后依次在蒸馏水、乙醇和二次蒸馏水中超声清洗，将清洗干净的玻碳电极置于室温 下晾干即可； 优选地，所述玻碳电极的直径为3. 5-4. 5_。
9. 根据权利要求2所述的无酶ECL葡萄糖传感器，其特征在于，修饰ConA的具体方法 为：将所述ConA滴涂在电极上，静置35-45min; 优选地，所述ConA的浓度为2. 5-3. 5mg/mL，所述ConA的体积与所述g-C3N4-PTCA复合 材料的体积比为1:0. 9-1. 1。
10. 根据权利要求1-9任一项所述的无酶ECL葡萄糖传感器，其特征在于，所述g-C3N4 纳米片通过以下方法制备： 将三聚氰胺粉末以2. 5-3. 5°C/min的升温速率升温至595-605°C煅烧，煅烧的时间为 2h，自然冷却至室温，生成黄色块状g-C3N4粉末； 取所述g_C3N4粉末分散于水中，超声9. 5-10. 5h，得到悬浊液； 将所述悬浊液离心，去除还未剥落的块状g_C3N4粉末，上层清液烘干即得所述g-C3N4纳 米片。
【专利摘要】本发明涉及葡萄糖传感器领域，特别涉及一种无酶ECL葡萄糖传感器，主要由类石墨相氮化碳、苝四甲酸、苯环化右旋糖酐和刀豆凝集素蛋白A制成。本发明提供的无酶ECL葡萄糖传感器，基于ConA与葡萄糖优良的特异性结合性能和g-C3N4-PTCA纳米复合材料优良的ECL性能，该传感器能在生理条件下灵敏地测定葡萄糖，构建的无酶ECL葡萄糖传感器显示出较高的选择性、稳定性和重现性，并且检测更为灵敏。
【IPC分类】G01N21-76
【公开号】CN104777157
【申请号】CN201510169427
【发明人】陈时洪, 谭兴容
【申请人】西南大学, 重庆市第九人民医院
【公开日】2015年7月15日
【申请日】2015年4月2日