CN116046874A - 一种动态酒精传感器结构及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电化学传感器技术领域，特别涉及一种动态酒精传感器结构，包括用于传导电信号的传导层，在传导层表面和凹凸棒结构中电化学沉积出金属催化层，还包括酶层和扩散层，金属催化层表面通过溶液浸渍提拉法依次得到酶层和扩散层，所述酶层一部分嵌入凹面内，一部分平行于凸面上方，酶层的成分包括酒精氧化酶、保护剂、交联剂和水凝胶；所述扩散层是一种聚合物膜，用于控制酒精和氧气进入膜内的量和速度。还涉及一种动态酒精传感器制备方法，包括以下步骤，S1：激光刻蚀铂，制备传导层；S2：电沉积纳米铂，制备金属催化层；S3：制备酶层；S4：制备扩散层；改善了传感器线性范围窄、检测时间长、灵敏低、准确性差等问题。
Description
技术领域
本发明属于电化学传感器技术领域，特别涉及一种动态酒精传感器结构及制备方法。
背景技术
人体血液中酒精浓度超标危及身体健康，更引发多种悲惨事故。根据世界卫生组织的报告：人体血液中酒精含量达到80mg/100mL，发生交通事故的概率提高1.5倍；酒精含量达到100mg/100L，发生交通事故的概率提高3.7倍。当前酒精检测为单次检测，如果在一些场景下(如：火车和飞机驾驶员、煤矿工人、高空作业人员、肝病变、肠胃疾病、肾脏和胰腺疾病等)可以动态监测人体血液酒精浓度，则一方面能更有效地监管工作，提高作业安全性，另一方面能更精准地控制酒精摄入量，防止相关疾病的恶化，甚至减轻症状。
酶法、气相色谱法、比色法、分光光度法是酒精检测的主要方法。酶法因特异性强、灵敏度高、简单便捷等优点而前景广阔。其中，采用乙醇氧化醇构建动态酒精生物传感器是当前较为成熟的设计思路。这类传感器在氧气的参与下，生成乙醛和过氧化氢，过氧化氢在如钠米铂等催化剂作用下进一步被还原，所产生的电流信号与酒精浓度相关。当前酒精传感器多由传导层、金属催化层、酶层、扩散层等多层功能膜叠加而成，均采用平面结构设计。这种设计一方面导致金属催化层与酶层之间的界面接触面积有限，另一方面过氧化氢小分子气体扩散至金属催化层的过程中容易反向逃逸。这导致过氧化氢气体反应不充分，表现出检测限不足、响应时间长、灵敏度小、准确度低等问题。
当前研究中基于乙醇氧化酶的酒精传感器采用平面叠层结构设计，如图3所示：依次在传导层上叠加催化金属层、酶层、扩散层，且各层膜的尺寸依次增大以确保上层膜能够完全覆盖下层膜。当与含酒精的检测样本接触时，酒精和氧气通过扩散层，到达酶层，在乙醇氧化酶的催化下，酒精被氧化形成乙醛和过氧化氢，过氧化氢则到达金属催化层进一步被还原，过氧化氢反应所产生的电流信号与酒精浓度相关。
如图4所示：以铂钠米柆子为代表的金属催化剂仅在酶层的底表面才能与过氧化氢接触，而这种简单的平面叠层结构设计使其界面接触面积有限。此外，过氧化氢小分子气体在向金属催化层扩散的过程中也会反向逃逸。二者导致过氧化氢反应速率慢、转化率低，从而体现为响应时间长、检测限不足、灵敏度小、准确度低等问题。
因此，现需一种改善金属催化层与酶层的界面性能技术，改善传感器线性范围窄、检测时间长、灵敏低、准确性差等问题。
发明内容
本发明提供了一种动态酒精传感器结构及制备方法，能够改善传感器线性范围窄、检测时间长、灵敏低、准确性差等问题。
为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：
一种动态酒精传感器结构，包括用于传导电信号的传导层，所述传导呈柱状，其成分为具备导电性的惰性金属，传导层的一端作为传感区，另一端作为与仪器连接的导通区，以传感区的中心为基准，在1/2的中心区域刻蚀有凹凸棒结构；在传导层表面和凹凸棒结构中电化学沉积出金属催化层，所述金属催化层能够催化还原过氧化氢；还包括酶层和扩散层，金属催化层表面通过溶液浸渍提拉法依次得到酶层和扩散层，所述酶层一部分嵌入凹面内，一部分平行于凸面上方，酶层的成分包括酒精氧化酶、保护剂、交联剂和水凝胶；所述扩散层是一种聚合物膜，用于控制酒精和氧气进入膜内的量和速度，并决定传感器与组织液的相容性。
进一步，所述扩散层可选自聚氨酯、聚酰胺、聚砜、聚二甲基硅氧烷、尼龙、聚氯乙烯及其共聚物或共混物。
进一步，所述扩散层为聚氨酯与聚砜的共混物，共混摩尔量比例控制在10：1-1：10范围内，优选2：1。
进一步，酒精氧化酶占溶液质量的1％-15％；保护剂选自牛血清白蛋白，与酶的比例在0.1：1-10：1范围内；交联剂为戊二醛；水凝胶为小分子量聚乙二醇，占酶液质量的0.1％-10％。酶层的厚度标记为L，与凹凸棒长H维持一定的比例关系，在0.3：1-2：1范围内。
进一步，酶层的厚度L与凹凸棒长H之间的比例关系为L：H＝1；1。
本方案的基本原理：本方案的动态酒精传感器的组成自内而外包括传导层、金属催化层、酶层和扩散层。具体地，运用激光刻蚀技术，将传导层的上表面刻蚀出凹凸棒结构，用强酸、强碱、乙醇、超纯水依次清洗后烘干。通过电化学沉积法在传导层表面形成金属催化层。然后采用溶液浸渍提拉法，依次得到酶层和扩散层。待测液中的酒精和氧气通过扩散层，与酶层接触，在氧气的参与下，酒精经酶催化生成过氧化氢。更进一步地，过氧化氢扩散至金属催化层被还原，与之接触的传导层则将氧化还原电流信号传输到仪器)接触端(外部的接受仪器，即接收端)，将电信号转换为数字信号，输出检测浓度值。其中传导层既是电信号的传导介质，又是传感器的承载体，也是金属催化层的结构模版。本方案中，得益于传导层的凹凸棒结构，金属催化层和酶层除了常规的表面接触外，还有一部分共同镶嵌在凹凸结构中，从而使过氧化氢与金属催化剂相接触的路径变短、比表面积显著增大，确保快速充分的反应。
本方案的有益效果：
1、传感器结构优化的工艺简单，易于生产。
2、增加了金属催化剂与过氧化氢相接触的比表面积，缩短了过氧化氢向金属催化层的扩散路径，从而提高过氧化氢催化反应速率与转化率。
3、过氧化氢快速且充分的反应，使检测时间缩短、检测限降低、灵敏增大，对几十个纳安级的微电流信号体系(如植入组织液中)而言，线性、准确性和精度性能提升将十分显著。
一种动态酒精传感器制备方法，包括以下步骤：
S1：激光刻蚀铂，制备传导层；采用紫外激光微刻蚀设备和凹凸棒结构掩膜，在铂铱圆柱区域刻蚀出10-30个凹凸单元；
S2：电沉积纳米铂，制备金属催化层；金作对电极，银/氯化银作参比电极，铂铱棒作工作电极，0.1-0.2mmo/L的氯铂酸溶液作电解液，在-1.0—1.0V范围内进行循环伏安扫描20次，扫描速度为0.03-0.06V/s；
S3：制备酶层；采用浸渍提拉工艺，将已经形成传导层、金属催化层的电极在酶液中反复提拉3-5次，每次提拉间隔2-4min；将涂布完成的电极放置在36-38℃，55-70％湿度的恒湿箱中18-36h，即得到酶膜；所述酶液由戊二醛交联酒精氧化酶、牛血清白蛋白和聚乙烯醇按预设比例混合溶液制得；
S4：制备扩散层；以质量比为2:1配置聚氨酯溶液和聚砜溶液的混合溶液，在500-800rpm磁力搅拌下混合均匀，得到扩散溶液，采用浸渍提拉工艺，将已经形成传导层、金属催化层、酶层的电极在扩散溶液中提拉1次；将涂布完成的电极放置在36-38℃，55-75％湿度的恒温恒湿箱中72h。
进一步，步骤S1中的铂铱圆柱的底面直径为0.5mm，高度为0.5mm，凹凸棒的长为5-15um，宽为5um，相邻两个凸棒间距为5um。
进一步，步骤S2中所述的氯铂酸溶液制作电解液的制备步骤为：
S21：配制0.05mol/L的磷酸缓冲液：称量2.76g磷酸二氢钠溶解于超纯水中，搅拌均匀后定容至100mL，标记为A液；称量7.16g磷酸氢二钠溶解于超纯水中，搅拌均匀后定容至100mL，标记为B液；取9.5mL A液和15.5mL B液混匀，然后用超纯水稀释至100mL定容，即得到pH 7.0的0.05mol/L磷酸缓冲液，标记为PB溶液；
S22：配制0.15mmo/L的氯铂酸溶液：称量0.0777g六水合氯铂酸溶解于PB溶液中，使用1000mL容量瓶定容。
进一步，所述步骤S3中酶液的配制步骤为：
S31:称量2.76g磷酸二氢钠溶解于超纯水中，搅拌均匀后定容至100mL，标记为A液；称量7.16g磷酸氢二钠溶解于超纯水中，搅拌均匀后定容至100mL，标记为B液。取9.5mLA液和15.5mL B液混匀，然后用超纯水稀释至100mL定容，即得到pH 7.0的0.05mol/L磷酸缓冲液，标记为PB溶液；
S32：配制聚乙烯醇溶液：称量0.4g PVA加入装有20g超纯水的单颈烧瓶中；采取冷凝回流的方式，600rpm磁力搅拌下100℃加热2h后自然冷却，聚乙烯醇溶解呈澄清透明的状态，标记为第一溶液；
S33：配制酒精氧化酶、牛血清白蛋白和聚乙烯醇的混合液：从冰箱冷藏室中取出AOD和BSA在室温下复温30min，然后分别称量0.030g EOD、0.090g BSA、0.500g第一溶液、0.380gPB，在400rpm磁力搅拌下搅拌1h，标记为第二溶液；
S34：戊二醛交联酒精氧化酶、牛血清白蛋白、聚乙烯醇溶液：称量0.05g GA溶解在0.95gPB溶液中得到5％GA溶液；维持37℃，400rpm磁力搅拌条件，边搅拌边将向溶液2中逐滴加入5％GA为溶液，持续搅拌1h，即得到酶液。
进一步，步骤S4中扩散溶液的制备步骤为：
S41：配制12％聚氨酯溶液：称量0.6g聚氨酯和5mL N-N-二甲基甲酰胺,使用90℃，600rpm磁力搅拌条件溶解为澄清透明的溶液；
S42：配制12％聚砜溶液：称量0.6g聚砜和5mL N-N-二甲基甲酰胺,使用90℃，600rpm磁力搅拌条件溶解为澄清透明的溶液；
S43：配制聚氨酯和聚砜的混合溶液：称量2g 12％聚氨酯溶液和1g 12％聚砜溶液，在600rpm磁力搅拌下混合均匀，得到扩散溶液。
附图说明
图1为一种采用凹凸棒结构设计的动态酒精传感器结构示意图；
图2为一种动态酒精传感器制备方法的步骤示意图；
图3为基于乙醇氧化酶的酒精传感器采用平面叠层结构设计结构图；
图4为金属催化剂在平面叠层结构设计的传感器中的结构示意图；
图5为通过一种动态酒精传感器在不同浓度酒精下电流随时间变化示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
说明书附图中的标记包括：传导层1、金属催化层2、酶层3、扩散层4、铂钠米粒子5。
实施例一如附图1和附图3所示，
一种动态酒精传感器结构，包括自内而外包括传导层1、金属催化层2、酶层3和扩散层4(图1中金属催化层2与扩散层4未示出，参照图3金属催化层2设置在酶层3与传导层1之间，扩散层4设置在酶层3外)。运用激光刻蚀技术，将传导层1的上表面刻蚀出凹凸棒结构，用强酸、强碱、乙醇、超纯水依次清洗后烘干。通过电化学沉积法在传导层1表面形成金属催化层2。然后采用溶液浸渍提拉法，依次得到酶层3和扩散层4。待测液中的酒精和氧气通过扩散层4，与酶层3接触，在氧气的参与下，酒精经酶催化生成过氧化氢。更进一步地，过氧化氢扩散至金属催化层2被还原，与之接触的传导层1则将氧化还原电流信号传输到仪器接触端，将电信号转换为数字信号，输出检测浓度值。其中传导层1既是电信号的传导介质，又是传感器的承载体，也是金属催化层2的结构模版。本方案中，如附图1和附图4所示(本方案与现有技术的区别)，得益于传导层1的凹凸棒结构，金属催化层2和酶层3除了常规的表面接触外，还有一部分共同镶嵌在凹凸结构中，从而使过氧化氢与金属催化剂相接触的路径变短、比表面积显著增大，确保快速充分的反应。
传导层1既是电信号的传导介质，又是传感器的承载支撑体，也是金属催化层2的结构模版，呈细柱状。其成分为导电性强的惰性金属，优选铂铱丝。
选择传导柱的一端作为传感区，另一端作为与仪器连接的导通区。采用激光刻蚀技术，以传感区的中心为基准，将1/2的中心区域刻蚀呈凹凸棒结构。参考图3，H、D分别表示凹凸棒的长和宽，H在5-20um范围内，长与宽的比例H：D在1：1-4：1范围内，优选H为8um，
通过电化学沉积法在传导层1的表面和凹凸结构中沉积金属催化剂，能够催化还原过氧化氢，优选纳米铂。电化学沉积使用三电极体系，铂铱棒作工作电极，金为对电极，银/氯化银为参比电极，电解液为0.01-1mmol/L氯铂酸溶液，溶剂为0.05mol/L PB溶液(pH＝7.0)，选用循环伏安法在-1V—1V电压范围内扫描10-50次，优选20次。
酶层3受底层结构的影响，一部分嵌入凹面内，一部分平行于凸面上方。酶的组成成分包括酒精氧化酶、保护剂、交联剂和水凝胶。其中，酒精氧化酶占溶液质量的1％-15％,优选3％；保护剂选自牛血清白蛋白，与酶的比例在0.1：1-10：1范围内，优选3：1；交联剂选自带醛基的分子，优选戊二醛；水凝胶与乙醇氧化酶的相容性良好，选自小分子量聚乙二醇，占酶液质量的0.1％-10％。酶层3的厚度标记为L(见图1)，与凹凸棒长H维持一定的比例关系，在0.3：1-2：1范围内。一方面，保持尽可能多的酶层3嵌入凹凸棒内与金属催化剂接触，另一方面，仍需留有合适厚度的酶膜平行于凹凸棒上方，来维持膜的强度等机械性能，不被凹凸棒结构刺破。优选L:H＝1:1。
扩散层4是一种聚合物膜，可选自聚氨酯、聚酰胺、聚砜、聚二甲基硅氧烷、尼龙、聚氯乙烯及其共聚物或共混物等。它既控制酒精和氧气进入膜内的量和速度，又决定传感器与组织液的相容性。优选聚氨酯与聚砜的共混物，共混摩尔量比例控制在10：1-1：10范围内，优选2：1。溶剂选自环己酮、四氢呋喃、N-N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种或几种混合。
还涉及一种动态酒精传感器制备方法：
步骤如下：
S1：激光刻蚀铂，制备传导层1：采用紫外激光微刻蚀设备和凹凸棒结构掩膜，在底面直径0.5mm，高0.5mm的铂铱圆柱区域共刻蚀出20个凹凸单元，凹凸棒的长为8um，宽为5um，相邻两个凸棒间距为5um。
S2:电沉积纳米铂，制备金属催化层2：
S21:配制0.05mol/L的磷酸缓冲液(pH 7.0)：称量2.76g磷酸二氢钠溶解于超纯水中，搅拌均匀后定容至100mL，标记为A液；称量7.16g磷酸氢二钠溶解于超纯水中，搅拌均匀后定容至100mL，标记为B液。取9.5mL A液和15.5mL B液混匀，然后用超纯水稀释至100mL定容，即得到pH 7.0的0.05mol/L磷酸缓冲液，标记为PB溶液。
S22:配制0.15mmo/L的氯铂酸溶液：称量0.0777g六水合氯铂酸溶解于PB溶液中，使用1000mL容量瓶定容。
S23:电沉积：金作对电极，银/氯化银作参比电极，铂铱棒作工作电极，0.15mmo/L的氯铂酸溶液作电解液，在-1.0—1.0V范围内进行循环伏安扫描20次，扫描速度为0.05V/s。
S3：制备酶层3：
S31：配制0.05mol/L的磷酸缓冲液(pH 7.0)：称量2.76g磷酸二氢钠溶解于超纯水中，搅拌均匀后定容至100mL，标记为A液；称量7.16g磷酸氢二钠溶解于超纯水中，搅拌均匀后定容至100mL，标记为B液。取9.5mL A液和15.5mL B液混匀，然后用超纯水稀释至100mL定容，即得到pH 7.0的0.05mol/L磷酸缓冲液，标记为PB溶液。
S32：配制聚乙烯醇(以下简称PVA)溶液：称量0.4g PVA加入装有20g超纯水的单颈烧瓶中。采取冷凝回流的方式，600rpm磁力搅拌下100℃加热2h后自然冷却，PVA溶解呈澄清透明的状态，标记为溶液1。
S33：配制酒精氧化酶(以下简称AOD)、牛血清白蛋白(以下简称BSA)和PVA的混合液：从冰箱冷藏室中取出AOD和BSA在室温下复温30min，然后分别称量0.030g EOD、0.090gBSA、0.500g溶液1、0.380g PB，在400rpm磁力搅拌下搅拌1h，标记为溶液2。
S34：戊二醛(以下简称GA)交联GOD、BSA、PVA：称量0.05g GA溶解在0.95g PB溶液中得到5％GA溶液。维持37℃，400rpm磁力搅拌条件，边搅拌边将向溶液2中逐滴加入5％GA为溶液，持续搅拌1h，即得到酶液。
S35：酶液涂布：采用浸渍提拉工艺，将已经形成传导层1、金属催化层2的电极在酶液中反复提拉3次，每次提拉间隔3min。将涂布完成的电极放置在37℃，60％湿度的恒温恒湿箱中24h，即得到酶膜。
S4：制备扩散层4；
S41：配制12％聚氨酯溶液：称量0.6g聚氨酯和5mL N-N-二甲基甲酰胺，使用90℃，600rpm磁力搅拌条件溶解为澄清透明的溶液。
S42：配制12％聚砜溶液：称量0.6g聚砜和5mL N-N-二甲基甲酰胺，使用90℃，600rpm磁力搅拌条件溶解为澄清透明的溶液。
S43：配制聚氨酯和聚砜的混合溶液：称量2g 12％聚氨酯溶液和1g 12％聚砜溶液，在600rpm磁力搅拌下混合均匀。
S44：扩散层4溶液涂布：采用浸渍提拉工艺，将已经形成传导层1、金属催化层2、酶层3的电极在扩散溶液中提拉1次。将涂布完成的电极放置在37℃，60％湿度的恒温恒湿箱中72h，即得到动态酒精传感器。
通过上述方法制备的酒精传感器分别测试5mg/100mL、20mg/100mL、40mg/100mL、80mg/100mL、120mg/100mL的酒精溶液，信号曲线见图5。
通过实验数据可得，传感器的电流强度与酒精溶液浓度呈正比例关系，且随时间变化不断记录着其所测环境的酒精浓度，并形成数据化的记录，这是一个连贯性的数据采集，传统的传感器采用的是阶段性，分时间点的测量(如要测量一段时间内的酒精含量变化，只能反复多次测，较为麻烦)，针对变化的，动态的数据没法直接捕捉，可能会造成部分数据丢失，且由于铂钠米柆子为代表的金属催化剂仅在酶层的底表面才能与过氧化氢接触，而这种简单的平面叠层结构设计使其界面接触面积有限，导致灵敏度不高，可能还会存在数据误差，导致最终的测数不准。
实施例二
实施例二与实施例一的不同之处在于，将步骤S35改为：酶液涂布：将酶液置于单向电场中，3分钟后采用浸渍提拉工艺，将已经形成传导层1、金属催化层2的电极在酶液中反复提拉3次，并在每次提拉开始的1分钟内同时对酶液进行超声波振荡，振荡频率为30-80k赫兹，每次提拉间隔3min。将涂布完成的电极放置在37℃，60％湿度的恒温恒湿箱中24h，即得到酶膜。
酶是传感器最关键的物质，如何最大限度地裸露其活性位点，并保持活性不受损害是传感器获得优良灵敏度和长效期的保障。目前，加入亲水性优良的水凝胶作为支撑骨架，然后通过交联剂进行活性位点固定来优化成膜性能是常用的方法，交联剂选用苯基琥珀酸酐与戊二醛的混合溶液或其中一种。但是诸多研究仅将水凝胶简单混入酶液中，但水凝胶骨架本身的机械性能并不足以维持酶膜的稳定性和整体均匀性，例如很可能在成膜过程中活性位点的排列方向错位，导致成膜部分地方翻折，或者多个活性位点堆积，成膜汇聚，导致厚度不均，严重影响到传感器的使用灵敏性。
在酶膜的制得过程中，酶膜的均匀性将直接影响到后期传感器的测量精度；为了防止酶膜厚度不均匀，将酶液置于单向电场中，使得酶液中活性位点的电极分化，在电极的影响下进行统一方向排列，减少了多个活性位点重复堆积的情况发生，从而避免了后期酶膜的厚度不均匀。在交联剂和活性位点组成的水凝胶骨架中，由于水凝胶骨架成形，在通过电极导向，能够让活性点位依照电极方向进行排列，但是由于交联剂的固定，在活性位点发生位置偏转(即电极不一致的活性位点会转向)，会带动骨架网络同时偏转，会暂时性出现活性位点电极朝向统一，在后期电场力消失时，水凝胶骨架会产生一个恢复原状的力，即复原前期的偏转，这也会造成后期酶膜形成时，扭转回来的骨架网络又会在局部增加酶膜的厚度，造成不均匀的情况。接通超声波，通过微波振荡，使得已经在电极分化的活性位点与混合交联剂之间的联系断裂，在断裂活性位点的骨架网络不变的情况下，电极朝向不统一的活性位点完成翻转，去除超声波后，在电场的持续作用下，活性位点保持方向不变，与周围的骨架网再次连接，形成活性位点方向一致的骨架网络，减少了骨架网络中前述中会出现复原偏转的问题，酶膜更为均匀。
以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种动态酒精传感器结构，其特征在于：包括用于传导电信号的传导层，所述传导层呈柱状，其成分为具备导电性的惰性金属，传导层的一端作为传感区，另一端作为与仪器连接的导通区，以传感区的中心为基准，在1/2的中心区域刻蚀有凹凸棒结构；在传导层表面和凹凸棒结构中电化学沉积出金属催化层，所述金属催化层能够催化还原过氧化氢；还包括酶层和扩散层，金属催化层表面通过溶液浸渍提拉法依次得到酶层和扩散层，所述酶层一部分嵌入凹面内，一部分平行于凸面上方，酶层的成分包括酒精氧化酶、保护剂、交联剂和水凝胶；所述扩散层是一种聚合物膜，用于控制酒精和氧气进入膜内的量和速度，并决定传感器与组织液的相容性。
2.根据权利要求1所述的一种动态酒精传感器结构，其特征在于：所述扩散层可选自聚氨酯、聚酰胺、聚砜、聚二甲基硅氧烷、尼龙、聚氯乙烯及其共聚物或共混物。
3.根据权利要求2所述的一种动态酒精传感器，其特征在于：所述扩散层为聚氨酯与聚砜的共混物，共混摩尔量比例控制在10：1-1：10范围内，优选2：1。
4.根据权利要求1所述的一种动态酒精传感器结构，其特征在于：酒精氧化酶占溶液质量的1％-15％；保护剂选自牛血清白蛋白，与酶的比例在0.1：1-10：1范围内；交联剂为戊二醛；水凝胶为小分子量聚乙二醇，占酶液质量的0.1％-10％。酶层的厚度标记为L，与凹凸棒长H维持一定的比例关系，在0.3：1-2：1范围内。
5.据权利要求4所述的一种动态酒精传感器结构，其特征在于：酶层的厚度L与凹凸棒长H之间的比例关系为L：H＝1；1。
6.一种动态酒精传感器制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：激光刻蚀铂，制备传导层；采用紫外激光微刻蚀设备和凹凸棒结构掩膜，在铂铱圆柱区域刻蚀出10-30个凹凸单元；
S2：电沉积纳米铂，制备金属催化层；金作对电极，银/氯化银作参比电极，铂铱棒作工作电极，0.1-0.2mmo/L的氯铂酸溶液作电解液，在-1.0—1.0V范围内进行循环伏安扫描20次，扫描速度为0.03-0.06V/s；
S3：制备酶层；采用浸渍提拉工艺，将已经形成传导层、金属催化层的电极在酶液中反复提拉3-5次，每次提拉间隔2-4min；将涂布完成的电极放置在36-38℃，55-70％湿度的恒湿箱中18-36h，即得到酶膜；所述酶液由戊二醛交联酒精氧化酶、牛血清白蛋白和聚乙烯醇按预设比例混合溶液制得；
S4：制备扩散层；以质量比为2:1配置聚氨酯溶液和聚砜溶液的混合溶液，在500-800rpm磁力搅拌下混合均匀，得到扩散溶液，采用浸渍提拉工艺，将已经形成传导层、金属催化层、酶层的电极在扩散溶液中提拉1次；将涂布完成的电极放置在36-38℃，55-75％湿度的恒温恒湿箱中72h。
7.根据权利要求6所述的一种动态酒精传感器制备方法，其特征在于：步骤S1中的铂铱圆柱的底面直径为0.5mm，高度为0.5mm，凹凸棒的长为5-15um，宽为5um，相邻两个凸棒间距为5um。
8.根据权利要求6所述的一种动态酒精传感器制备方法，其特征在于：步骤S2中所述的氯铂酸溶液制作电解液的制备步骤为：
S21：配制0.05mol/L的磷酸缓冲液：称量2.76g磷酸二氢钠溶解于超纯水中，搅拌均匀后定容至100mL，标记为A液；称量7.16g磷酸氢二钠溶解于超纯水中，搅拌均匀后定容至100mL，标记为B液；取9.5mL A液和15.5mL B液混匀，然后用超纯水稀释至100mL定容，即得到pH 7.0的0.05mol/L磷酸缓冲液，标记为PB溶液；
S22：配制0.15mmo/L的氯铂酸溶液：称量0.0777g六水合氯铂酸溶解于PB溶液中，使用1000mL容量瓶定容。
9.根据权利要求6所述的一种动态酒精传感器制备方法，其特征在于：所述步骤S3中酶液的配制步骤为：
S31:称量2.76g磷酸二氢钠溶解于超纯水中，搅拌均匀后定容至100mL，标记为A液；称量7.16g磷酸氢二钠溶解于超纯水中，搅拌均匀后定容至100mL，标记为B液。取9.5mL A液和15.5mL B液混匀，然后用超纯水稀释至100mL定容，即得到pH 7.0的0.05mol/L磷酸缓冲液，标记为PB溶液；
S32：配制聚乙烯醇溶液：称量0.4g PVA加入装有20g超纯水的单颈烧瓶中；采取冷凝回流的方式，600rpm磁力搅拌下100℃加热2h后自然冷却，聚乙烯醇溶解呈澄清透明的状态，标记为第一溶液；
S33：配制酒精氧化酶、牛血清白蛋白和聚乙烯醇的混合液：从冰箱冷藏室中取出AOD和BSA在室温下复温30min，然后分别称量0.030g EOD、0.090g BSA、0.500g第一溶液、0.380gPB，在400rpm磁力搅拌下搅拌1h，标记为第二溶液；
S34：戊二醛交联酒精氧化酶、牛血清白蛋白、聚乙烯醇溶液：称量0.05g GA溶解在0.95g PB溶液中得到5％GA溶液；维持37℃，400rpm磁力搅拌条件，边搅拌边将向溶液2中逐滴加入5％GA为溶液，持续搅拌1h，即得到酶液。
10.根据权利要求6所述的一种动态酒精传感器制备方法，其特征在于：步骤S4中扩散溶液的制备步骤为：
S41：配制12％聚氨酯溶液：称量0.6g聚氨酯和5mL N-N-二甲基甲酰胺，使用90℃，600rpm磁力搅拌条件溶解为澄清透明的溶液；
S42：配制12％聚砜溶液：称量0.6g聚砜和5mL N-N-二甲基甲酰胺，使用90℃，600rpm磁力搅拌条件溶解为澄清透明的溶液；
S43：配制聚氨酯和聚砜的混合溶液：称量2g 12％聚氨酯溶液和1g 12％聚砜溶液，在600rpm磁力搅拌下混合均匀，得到扩散溶液。
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