CN106290498A - 基于PEDOT‑rGO‑Ni(OH)2复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器电极的制备方法 - Google Patents
基于PEDOT‑rGO‑Ni(OH)2复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器电极的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106290498A CN106290498A CN201610644860.8A CN201610644860A CN106290498A CN 106290498 A CN106290498 A CN 106290498A CN 201610644860 A CN201610644860 A CN 201610644860A CN 106290498 A CN106290498 A CN 106290498A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode
- pedot
- rgo
- enzyme
- glucose sensor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000008103 glucose Substances 0.000 title claims abstract description 49
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 title claims abstract description 48
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 title claims abstract description 19
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 title claims abstract description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 10
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 title abstract 5
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 16
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000002484 cyclic voltammetry Methods 0.000 claims abstract description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 18
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 17
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 13
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L dimercury dichloride Chemical class Cl[Hg][Hg]Cl ZOMNIUBKTOKEHS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 11
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 9
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 8
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 claims description 6
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 claims description 6
- 238000013019 agitation Methods 0.000 claims description 5
- GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 2,3-dihydrothieno[3,4-b][1,4]dioxine Chemical compound O1CCOC2=CSC=C21 GKWLILHTTGWKLQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 claims description 3
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims description 3
- 229960000935 dehydrated alcohol Drugs 0.000 claims description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 3
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 claims description 3
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims 1
- 238000004153 renaturation Methods 0.000 claims 1
- GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N aldehydo-D-glucose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C=O GZCGUPFRVQAUEE-SLPGGIOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 abstract description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 abstract 1
- 238000003759 clinical diagnosis Methods 0.000 abstract 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 abstract 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 14
- 229910021508 nickel(II) hydroxide Inorganic materials 0.000 description 9
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 8
- VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N dopamine Chemical compound NCCC1=CC=C(O)C(O)=C1 VYFYYTLLBUKUHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 5
- LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N Uric Acid Chemical compound N1C(=O)NC(=O)C2=C1NC(=O)N2 LEHOTFFKMJEONL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N Uric acid Natural products N1C(=O)NC(=O)C2NC(=O)NC21 TVWHNULVHGKJHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 4
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 4
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 4
- 229960003638 dopamine Drugs 0.000 description 4
- 229940116269 uric acid Drugs 0.000 description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 3
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 3
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 241000219095 Vitis Species 0.000 description 2
- 238000001548 drop coating Methods 0.000 description 2
- 238000000840 electrochemical analysis Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 235000009392 Vitis Nutrition 0.000 description 1
- 235000009754 Vitis X bourquina Nutrition 0.000 description 1
- 235000012333 Vitis X labruscana Nutrition 0.000 description 1
- 235000014787 Vitis vinifera Nutrition 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007806 chemical reaction intermediate Substances 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000002057 nanoflower Substances 0.000 description 1
- 239000002055 nanoplate Substances 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/26—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating electrochemical variables; by using electrolysis or electrophoresis
- G01N27/28—Electrolytic cell components
- G01N27/30—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells
- G01N27/308—Electrodes, e.g. test electrodes; Half-cells at least partially made of carbon
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于PEDOT‑rGO‑Ni(OH)2复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器电极的制备方法，属电分析化学检测技术领域。本发明首先通过循环伏安法电沉积制备PEDOT‑rGO修饰电极，再以PEDOT‑rGO修饰电极为工作电极，采用恒电位法电沉积Ni(OH)2制备PEDOT‑rGO‑Ni(OH)2无酶葡萄糖传感器电极，通过时间‑电流曲线对葡萄糖进行定量分析。本发明具有传感器电极制备工艺简单、选择性好、稳定性高、抗干扰能力强、检测范围宽等优点，对葡萄糖的检测范围为2μmol·L‑1～7.8mmol·L‑1、检出限为0.6μmol·L‑1。在临床诊断、食品工业分析等领域具有良好的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及基于PEDOT-rGO-Ni(OH)2复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器电极的制备方法，属于电化学分析技术领域。
背景技术
葡萄糖传感器由于具有灵敏度高、选择性好、操作简单等优点，在食品、环境、生物和临床医学检测中具有十分重要的作用。目前广泛应用的是有酶葡萄糖传感器。然而，有酶葡萄糖传感器的稳定性受温度、溶液pH和溶解氧等因素的影响，在一定程度上制约了其使用。因此，制备性能优越的无酶型电化学葡萄糖传感器具有十分重要的意义，成为当今电化学传感器的研究热点之一。
目前，贵金属纳米材料，如铂和金等被广泛用于无酶葡萄糖传感器的研制。如孙京华等人研制了一种基于石墨烯/纳米金改性电极(Gr-Au/GC)的无酶葡萄糖传感器，并用于葡萄糖含量检测(中国发明专利，申请号201410529977.2)。杨晨等研制了基于钯纳米材料的非酶葡萄糖传感器用于葡萄糖检测(中国发明专利，申请号201210508595.2)。郭美卿等人公开了一种Pt纳米花微型针式无酶葡萄糖传感器电极及其制备方法(中国发明专利，申请号201310141232.4)。虽然上述贵金属电极对直接检测葡萄糖表现出高的催化活性，但其电极表面容易吸附化学反应中间体使电极活性降低，导致其在检测过程中稳定性较差。此外，电极材料的成本较高。
与贵金属纳米材料相比，镍基纳米材料因具有良好的电催化活性、生物相容性及低成本，成为构建高性能无酶葡萄糖传感器的理想材料。孙京华等人将水热法制备的氢氧化镍溶胶悬涂于FTO电极上制备了无酶葡萄糖传感器，其检出限为3μmol·L-1(中国发明专利，申请号201210091638.1)。Huang等通过水热法制备了Ni(OH)2/3DGF无酶葡萄糖传感器，其检测范围为1μmol·L-1～1.17mmol·L-1，检出限为0.34μmol·L-1(Zhan B B,Liu C B,Chen H P,Shi H X,Wang L H,Chen P,Huang W,Dong X C,Free-standingelectrochemical electrode based on Ni(OH)2/3D graphene foam for nonenzymaticglucose detection,Nanoscale,2014,6,7424～7429)。
石墨烯由于具有良好的导电性、大的比表面积和好的生物相容性而备受关注。在传感器中引入石墨烯可缩短响应时间，降低检出限，提高传感器的稳定性。Li等将通过油浴加热制备出RGO-Ni(OH)2，将其滴涂到玻碳电极上制备了无酶葡萄糖传感器，其检测范围为2μmol·L-1～3.1mmol·L-1，检出限为0.6μmol·L-1(Zhang Y,Xu F G,Sun Y J,Shi Y,WenZ W,Li Z,Assembly of Ni(OH)2nanoplates onreduced graphene oxide:a twodimensional nanocomposite for enzyme-free glucose sensing,J.Mater.Chem.,2011,21,16949～16954)。
上述报道或采用滴涂、悬涂方法将水热法、油浴法制备的Ni(OH)2修饰到电极表面，或将石墨烯和Ni(OH)2复合材料修饰到电极表面。这些方法合成温度相对较高，耗时较长，电极易被污染，影响了所制备无酶葡萄糖传感器的实用性。电沉积方法制备传感器修饰电极具有工艺灵活、简单方便、耗时较短、成本低、重现性好等优点。因此，利用电沉积法制备无酶葡萄糖传感器电极，具有潜在的应用价值。
发明内容
本发明的目的是克服现有葡萄糖传感器的不足，提供一种工艺简单、性能优越的基于PEDOT-rGO-Ni(OH)2复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器电极的制备方法，其主要包括以下步骤：
(1)依次用0.3、0.05μm的α-Al2O3粉抛光处理玻碳电极至镜面，然后依次用二次蒸馏水、无水乙醇、二次蒸馏水超声清洗2min，自然干燥；
(2)采用改进的Hummers法制备氧化石墨，然后离心分离、干燥，再按每克氧化石墨用二次蒸馏水300～350mL置氧化石墨于蒸馏水中，超声剥离2～4h，离心除去不溶性杂质，并稀释至氧化石墨烯(GO)的浓度为2mg·mL-1，得到GO分散液A；
(3)将A与导电聚合物单体(EDOT)按体积比为500:1混合，磁力搅拌2h，得到导电聚合物单体-氧化石墨烯(EDOT-GO)分散液B；
(4)以预处理后的玻碳电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极、铂丝电极为对电极构成三电极系统，在分散液B中，选择电位窗口为-1.5V～1.1V，采用循环伏安法电沉积10～15圈，然后用二次蒸馏水洗涤、自然干燥工作电极，得到导电聚合物-还原氧化石墨烯(PEDOT-rGO)修饰电极；
(5)以步骤(4)所制备的PEDOT-rGO修饰电极为工作电极，在0.1mol·L-1的Ni(NO3)2溶液中，选择沉积电位为-0.8V～-1.1V，采用恒电位法电沉积100s～500s，然后用二次蒸馏水洗涤、自然干燥工作电极，得到导电聚合物-还原氧化石墨烯-氢氧化镍(PEDOT-rGO-Ni(OH)2)修饰电极，即无酶葡萄糖传感器电极；
(6)应用电化学工作站，以步骤(5)制备的PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极为工作电极，饱和甘汞电极为参比电极，铂丝电极为对电极构成三电极系统，搅拌下，在0.1mol·L-1的氢氧化钠溶液中，控制工作电位为0.55V，待背景电流稳定后，测定修饰电极对于葡萄糖响应的电流-时间曲线。
该方法制备的无酶葡萄糖传感器电极可直接用于葡萄糖的检测，且响应迅速、稳定性好、重现性好、抗干扰能力强，检出限低(0.6μmol·L-1)，检测范围宽(2μmol·L-1～7.8mmol·L-1)。
附图说明
图1a、b为PEDOT-rGO、PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极的SEM照片。
图2为Ni(OH)2、PEDOT-rGO、PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极在含有0、0.5mmol·L-1葡萄糖的0.1mol·L-1的NaOH溶液中的循环伏安曲线。
图3为PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极对葡萄糖的电流-时间响应曲线。
图4为PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极对葡萄糖和干扰物质多巴胺(DA)、抗坏血酸(AA)、尿酸(UA)的电流-时间响应曲线。
具体实施方式
以下结合实施实例进一步说明本发明，但并不作为本发明的限定。
实施实例1
(1)依次用0.3，0.05μm的α-Al2O3粉抛光处理玻碳电极至镜面，然后依次用二次蒸馏水、无水乙醇和二次蒸馏水超声清洗2min，自然干燥；
(2)将2.25g高锰酸钾和0.375g石墨粉溶于50mL，体积比为9:1的H2SO4/H3PO4混合液中，然后将上述混合物置于微波反应仪中，控制搅拌速度为1900r·min-1，用功率密度为8kW·m-2的微波辐射30min，自然冷却至室温后倒入50mL水结成的冰中，在磁力搅拌的条件下向混合物中加入0.5mL 30％的H2O2和10mL 30％的HCl溶液，离心分离、干燥，得到氧化石墨，称取0.0905g氧化石墨于30mL二次蒸馏水中，超声剥离4h，离心除去不溶性杂质，并稀释至GO的浓度为2mg·mL-1，得到GO分散液A；
(3)取5mL分散液A和10μL EDOT于玻璃容器中，磁力搅拌2h，得到EDOT-GO分散液B；
(4)以预处理后的玻碳电极为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂丝电极为对电极构成三电极系统，在分散液B中，选择电位窗口为-1.5V～1.1V，采用循环伏安法电沉积10圈，并用二次蒸馏水洗涤、自然干燥工作电极，得到PEDOT-rGO修饰电极，其SEM照片见图1a；
(5)以步骤(4)所制备的PEDOT-rGO修饰电极为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂丝电极为对电极构成三电极系统，在0.1mol·L-1的Ni(NO3)2溶液中，选择沉积电位为-0.8V，采用恒电位法电沉积300 s，然后用二次蒸馏水洗涤并自然干燥工作电极，得到PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极，即无酶葡萄糖传感器电极，其SEM照片见图1b。
实施实例2
(1)按照实施实例1中步骤(1)对玻碳电极进行预处理；
(2)按照实施实例1中步骤(2)所述制备氧化石墨，然后称取0.0605g氧化石墨于20mL二次蒸馏水中，超声剥离2h，离心除去不溶性杂质，并稀释至GO的浓度为2mg·mL-1，得到GO分散液A；
(3)取5mL分散液A和10μL EDOT于玻璃容器中，磁力搅拌2h，得到EDOT-GO分散液B；
(4)以预处理后的玻碳电极为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂丝电极为对电极构成三电极系统，在分散液B中，选择电位窗口为-1.5V～1.1V，采用循环伏安法电沉积13圈，并用二次蒸馏水洗涤、自然干燥工作电极，得到PEDOT-rGO修饰电极；
(5)以步骤(4)所制备的PEDOT-rGO修饰电极为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂丝电极为对电极构成三电极系统，在0.1mol·L-1的Ni(NO3)2溶液中，选择沉积电位为-0.9V，采用恒电位法电沉积200s，并用二次蒸馏水洗涤、自然干燥工作电极，得到PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极，即无酶葡萄糖传感器电极。
实施实例3
(1)按照实施实例1中步骤(1)对玻碳电极进行预处理；
(2)按照实施实例2中步骤(2)所述制备GO分散液A；
(3)按照实施实例2中步骤(3)所述制备EDOT-GO分散液B；
(4)以预处理后的玻碳电极为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂丝电极为对电极构成三电极系统，在分散液B中，选择电位窗口为-1.5V～1.1V，采用循环伏安法电沉积15圈，并用二次蒸馏水洗涤、自然干燥工作电极，得PEDOT-rGO修饰电极；
(5)以步骤(4)所制备的PEDOT-rGO修饰电极作为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂丝电极为对电极构成三电极系统，在0.1mol·L-1的Ni(NO3)2溶液中，选择沉积电位为-1.1V，采用恒电位法电沉积500s，并用二次蒸馏水洗涤、自然干燥工作电极，得PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极，即无酶葡萄糖传感器电极。
实施实例4
电化学测试。
(1)分别以Ni(OH)2、PEDOT-rGO、PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂丝电极为对电极构成三电极系统，分别在含有0和0.5mmol·L-1葡萄糖的0.1mol·L-1的氢氧化钠溶液中，控制扫描速率为100mV·s-1，测定循环伏安曲线，见图2。由图2可以看出，PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极对葡萄糖具有良好的催化氧化作用。
(2)以PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极作为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂丝电极为对电极构成三电极系统，搅拌下，在0.1mol·L-1的氢氧化钠溶液中，控制工作电位为0.55V，待背景电流稳定后，测定修饰电极对于葡萄糖响应的电流-时间曲线，见图3。由图3可以看出，PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极对葡萄糖检测响应迅速，加入葡萄糖后在很短时间内就可达电流平衡。PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极对葡萄糖的检测范围为2μmol·L-1～7.8mmol·L-1，检出限为0.6μmol·L-1。
(3)以PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂丝电极为对电极构成三电极系统，搅拌下，在0.1mol·L-1的氢氧化钠溶液中，控制工作电位为0.55V，待背景电流稳定后，测定修饰电极对于葡萄糖以及干扰物质多巴胺(DA)、抗坏血酸(AA)和尿酸(UA)响应的电流-时间曲线，见图4。由图4可以看出，PEDOT-rGO-Ni(OH)2修饰电极具有良好的抗干扰能力。
Claims (4)
1.基于PEDOT-rGO-Ni(OH)2复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器电极的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：
(1)依次用0.3、0.05μm的α-Al2O3粉抛光处理玻碳电极至镜面，然后依次用二次蒸馏水、无水乙醇、二次蒸馏水超声清洗2min，自然干燥；
(2)采用改进的Hummers法制备氧化石墨，然后离心分离、干燥，再按每克氧化石墨用二次蒸馏水300～350mL置氧化石墨于蒸馏水中，超声剥离2～4h，离心除去不溶性杂质，并稀释至氧化石墨烯(GO)的浓度为2mg·mL-1，得到GO分散液A；
(3)将A与导电聚合物单体(EDOT)按体积比为500:1混合，磁力搅拌2h，得到导电聚合物单体-氧化石墨烯(EDOT-GO)分散液B；
(4)以预处理后的玻碳电极为工作电极、饱和甘汞电极为参比电极、铂丝电极为对电极构成三电极系统，在分散液B中，采用循环伏安法电沉积，然后用二次蒸馏水洗涤、自然干燥工作电极，得到导电聚合物-还原氧化石墨烯(PEDOT-rGO)修饰电极；
(5)以步骤(4)所制备的PEDOT-rGO修饰电极为工作电极，在0.1mol·L-1的Ni(NO3)2溶液中，采用恒电位法电沉积，然后用二次蒸馏水洗涤，自然干燥工作电极，得到导电聚合物-还原氧化石墨烯-氢氧化镍(PEDOT-rGO-Ni(OH)2)修饰电极，即无酶葡萄糖传感器电极。
2.如权利要求1所述的基于PEDOT-rGO-Ni(OH)2复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器电极的制备方法，其特征在于步骤(4)的电沉积条件为：电位窗口为-1.5V～1.1V，沉积圈数为10～15圈。
3.如权利要求1所述的基于PEDOT-rGO-Ni(OH)2复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器电极的制备方法，其特征在于步骤(5)的电沉积条件为：沉积电位为-0.8V～-1.1V，沉积时间为100s～500s。
4.如权利要求1所述的基于PEDOT-rGO-Ni(OH)2复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器电极的制备方法，其特征在于所述葡萄糖传感器电极对葡萄糖检测具有良好的响应，检出限低(0.6μmol·L-1)，检测范围宽(2μmol·L-1～7.8mmol·L-1)，且抗干扰能力强，稳定性好，重复性好。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610644860.8A CN106290498B (zh) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | 基于PEDOT-rGO-Ni(OH)2复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器电极的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610644860.8A CN106290498B (zh) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | 基于PEDOT-rGO-Ni(OH)2复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器电极的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106290498A true CN106290498A (zh) | 2017-01-04 |
| CN106290498B CN106290498B (zh) | 2019-11-05 |
Family
ID=57666696
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610644860.8A Active CN106290498B (zh) | 2016-08-08 | 2016-08-08 | 基于PEDOT-rGO-Ni(OH)2复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器电极的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106290498B (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109828011A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-05-31 | 湖北大学 | 一种铁基有机骨架材料MIL-100(Fe)及其电化学制备方法与应用 |
| CN110192868A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-09-03 | 厦门大学 | 基于石墨烯复合材料的柔性钙钾离子检测传感器及其制备方法 |
| CN113092553A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-07-09 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种新型无酶葡萄糖传感器检测葡萄糖的方法 |
| CN113406170A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-09-17 | 华南理工大学 | 一种用于非酶葡萄糖检测的Ni(OH)2纳米片传感器及其制备方法与应用 |
| CN114002305A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-02-01 | 怀化学院 | 基于纳米基质负载双金属催化剂的电化学传感器及其制作方法和用途 |
| WO2022062409A1 (zh) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 江苏大学 | 一种无酶葡萄糖传感器及其制备方法和用途 |
| CN114935597A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-23 | 杭州电子科技大学 | 一种松果状Ni/Au双金属纳米合金修饰针灸针的无酶葡萄糖电化学传感器 |
| CN115343348A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-11-15 | 深圳大学 | 一种目标物浓度的检测方法、装置、设备及存储介质 |
| US11733199B2 (en) | 2020-09-24 | 2023-08-22 | Jiangsu University | Fabrication method of enzyme-free glucose sensor and use of enzyme-free glucose sensor fabricated by the same |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102621206A (zh) * | 2012-04-19 | 2012-08-01 | 江西科技师范学院 | 一种 pedot:pss复合修饰电极的制备方法 |
| CN103399070A (zh) * | 2013-08-15 | 2013-11-20 | 无锡百灵传感技术有限公司 | 一种基于氢氧化镍和葡萄糖氧化酶的用于葡萄糖检测的高灵敏电化学传感器制备方法 |
| CN103439382A (zh) * | 2013-08-15 | 2013-12-11 | 无锡百灵传感技术有限公司 | 一种基于苔藓状氧化镍纳米结构的用于乙酰胆碱检测的电化学传感器制备方法 |
| CN104267079A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-01-07 | 无锡百灵传感技术有限公司 | 一种基于氢氧化镍改性电极的电化学传感器 |
| WO2015054775A1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | Transfert Plus, S.E.C. | Electrodes, detectors, uses thereof and methods for fabrication thereof |
-
2016
- 2016-08-08 CN CN201610644860.8A patent/CN106290498B/zh active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102621206A (zh) * | 2012-04-19 | 2012-08-01 | 江西科技师范学院 | 一种 pedot:pss复合修饰电极的制备方法 |
| CN103399070A (zh) * | 2013-08-15 | 2013-11-20 | 无锡百灵传感技术有限公司 | 一种基于氢氧化镍和葡萄糖氧化酶的用于葡萄糖检测的高灵敏电化学传感器制备方法 |
| CN103439382A (zh) * | 2013-08-15 | 2013-12-11 | 无锡百灵传感技术有限公司 | 一种基于苔藓状氧化镍纳米结构的用于乙酰胆碱检测的电化学传感器制备方法 |
| WO2015054775A1 (en) * | 2013-10-17 | 2015-04-23 | Transfert Plus, S.E.C. | Electrodes, detectors, uses thereof and methods for fabrication thereof |
| CN104267079A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-01-07 | 无锡百灵传感技术有限公司 | 一种基于氢氧化镍改性电极的电化学传感器 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| IMAN SHACKERY等: "Sensitivity Enhancement in Nickel Hydroxide/3DGraphene as Enzymeless Glucose Detection", 《ELECTROANALYSIS》 * |
| LIMIN LU等: "A facile one-step redox route for the synthesis of graphene/poly (3,4-ethylenedioxythiophene) nanocomposite and their applications in biosensing", 《SENSORS AND ACTUATORS B: CHEMICAL》 * |
| NI HUI等: "Nickel nanoparticles modified conducting polymer compositeof reduced graphene oxide doped poly(3,4-ethylenedioxythiophene)for enhanced nonenzymatic glucose sensing", 《SENSORS AND ACTUATORS B: CHEMICAL》 * |
| YIMIN JIANG等: "Improvement of sensitive Ni(OH)2 nonenzymatic glucose sensor based on carbon nanotube/polyimide membrane", 《CARBON》 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109828011A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-05-31 | 湖北大学 | 一种铁基有机骨架材料MIL-100(Fe)及其电化学制备方法与应用 |
| CN110192868A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-09-03 | 厦门大学 | 基于石墨烯复合材料的柔性钙钾离子检测传感器及其制备方法 |
| CN110192868B (zh) * | 2019-05-24 | 2021-01-08 | 厦门大学 | 基于石墨烯复合材料的柔性钙钾离子检测传感器及其制备方法 |
| WO2022062409A1 (zh) * | 2020-09-24 | 2022-03-31 | 江苏大学 | 一种无酶葡萄糖传感器及其制备方法和用途 |
| US11733199B2 (en) | 2020-09-24 | 2023-08-22 | Jiangsu University | Fabrication method of enzyme-free glucose sensor and use of enzyme-free glucose sensor fabricated by the same |
| CN113092553A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-07-09 | 哈尔滨工业大学（深圳） | 一种新型无酶葡萄糖传感器检测葡萄糖的方法 |
| CN113406170A (zh) * | 2021-05-24 | 2021-09-17 | 华南理工大学 | 一种用于非酶葡萄糖检测的Ni(OH)2纳米片传感器及其制备方法与应用 |
| CN114002305A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-02-01 | 怀化学院 | 基于纳米基质负载双金属催化剂的电化学传感器及其制作方法和用途 |
| CN114935597A (zh) * | 2022-05-20 | 2022-08-23 | 杭州电子科技大学 | 一种松果状Ni/Au双金属纳米合金修饰针灸针的无酶葡萄糖电化学传感器 |
| CN114935597B (zh) * | 2022-05-20 | 2023-10-20 | 杭州电子科技大学 | 一种松果状Ni/Au双金属纳米合金修饰针灸针的无酶葡萄糖电化学传感器 |
| CN115343348A (zh) * | 2022-07-04 | 2022-11-15 | 深圳大学 | 一种目标物浓度的检测方法、装置、设备及存储介质 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106290498B (zh) | 2019-11-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106290498A (zh) | 基于PEDOT‑rGO‑Ni(OH)2复合纳米材料的无酶葡萄糖传感器电极的制备方法 | |
| Shu et al. | Single-step electrochemical deposition of high performance Au-graphene nanocomposites for nonenzymatic glucose sensing | |
| Hosseini et al. | Nonenzymatic glucose and hydrogen peroxide sensors based on catalytic properties of palladium nanoparticles/poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) nanofibers | |
| Liu et al. | Highly sensitive and selective electrochemical detection of L-cysteine using nanoporous gold | |
| CN108144620B (zh) | 泡沫镍负载复合纳米金属氧化物电极材料制备方法 | |
| Gao et al. | Synthesis of Co3O4-NiO nano-needles for amperometric sensing of glucose | |
| CN102735732B (zh) | 纳米氧化亚铜无酶过氧化氢传感器电极的制备及应用 | |
| Zhu et al. | Ordered mesoporous carbon paste electrodes for electrochemical sensing and biosensing | |
| CN105842321B (zh) | 氧化铜纳米针/氮掺杂石墨烯复合材料的非酶葡萄糖电化学传感器的制备方法 | |
| Zhou et al. | Preparation of dendritic bismuth film electrodes and their application for detection of trace Pb (II) and Cd (II) | |
| CN202794099U (zh) | 一种用于检测亚硝酸盐的电化学修饰电极及检测装置 | |
| Zhang et al. | In situ attachment of cupric oxide nanoparticles to mesoporous carbons for sensitive amperometric non-enzymatic sensing of glucose | |
| CN109001276A (zh) | 基于COFs材料的电化学传感器的构建和应用 | |
| Zhang et al. | Carnation‐like CuO Hierarchical Nanostructures Assembled by Porous Nanosheets for Nonenzymatic Glucose Sensing | |
| CN105606684B (zh) | 一种基于蛋白质的石墨烯-单壁碳纳米管-纳米金复合物的制备方法及其应用 | |
| Li et al. | Facile synthesis of NiO/CuO/reduced graphene oxide nanocomposites for use in enzyme-free glucose sensing | |
| Chen et al. | In-situ growth of cerium-based metal organic framework on multi-walled carbon nanotubes for electrochemical detection of gallic acid | |
| Hwa et al. | Development of biocompatible cellulose microfiber stabilized carbon nanofiber hydrogel for the efficient electrochemical determination of nicotinamide adenine dinucleotide in physiological fluids | |
| CN103913495B (zh) | 一种检测多巴胺的电极的制备方法 | |
| Wang et al. | Electrochemical study of hydrogen peroxide detection on MnO2 micromaterials | |
| Xiu-Yun et al. | A novel electrochemiluminescence electrospun carbon nanofiber based sensor for atropine | |
| CN110814358B (zh) | 一种具有血糖检测特性的Ag-Cu纳米合金制备方法及其应用 | |
| CN102830147B (zh) | 一种修饰电极及其在检测微/痕量硝基芳香化合物中的应用 | |
| CN110261450A (zh) | 一种同时检测多巴胺和肾上腺素修饰玻碳电极、制备方法及应用 | |
| CN110887882B (zh) | 一种无酶葡萄糖传感器及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |