一种电极外膜材料的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种电极外膜材料的制备方法，将4

【技术实现步骤摘要】
一种电极外膜材料的制备方法


[0001]本专利技术涉及电化学生物传感器
，更具体地说，是涉及一种电极外膜材料的制备方法。

技术介绍

[0002]随着医疗意识的普及与科技的进步，医疗健康逐渐被人们所重视。多数现代病会对各种组织，特别是眼、肾、心脏、血管、神经造成慢性损害、功能障碍。在对这些慢性病的治疗过程中，监测患者血糖是十分必要的。在各种传感器中，电化学生物传感器具有简单便捷、价格便宜、灵敏度高等优点，因此广泛用于医疗健康的治疗中。现有的电生物传感器的使用原理通常是利用电子介体的电化学反应，令待测液中发生氧化还原反应，电子介体将还原态移出的电子转移至电极上，从而产生电流信号，通过电流信号的大小，判断出待检测物质的浓度，得出一系列的生物指标，以判断患者的身体状况。
[0003]现有的电化学生物传感器采用的电极外膜主要为壳聚糖类、水性PU以及nafion材料等，这些材料作为电极外膜材料响应线性比较差，导致电极对电子的接收度与感应灵敏度不足，影响电极产生的电流信号，电流信号不稳定，导致检测结果出现误差，影响检测结构判断。

技术实现思路

[0004]现有技术中，由于电极外膜材料的选择、制备方法及制备过程的条件限制并未规范，导致生成的电极外膜响应线性差，令感应电极产生的电信号强度与待测液中的葡萄糖浓度不成正比，导致电化学生物传感器无法得到准确的葡萄糖浓度，最终导致糖尿病患者进行错误的控制血糖行为，造成医疗事故。本专利技术提供一种电极外膜材料的制备方法，改变现有的电极材料组成，通过简单的容器与有限的步骤完成电极外膜的制备，并在制备过程中严控反应条件，从而提高现有电极外膜材料响应线性能力，增加电极对电子的接收度与感应灵敏度，稳定电流信号，令检测结果正确性更高，为健康监控与治疗提供更为准确的检测参数。
[0005]本专利技术技术方案如下所述：一种电极外膜材料的制备方法，制备过程包括：步骤S1.向反应容器内加入反应溶剂；步骤S2.向反应容器加入一定比例的4
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乙烯基苯磺酸钠、甲基丙烯酸缩水甘油酯及丙烯酸丁酯并令三者均溶解于反应溶剂内；步骤S3.向反应容器内填充惰性气体；步骤S4.向反应溶剂加入偶氮二异丁腈；步骤S5.加热反应容器内的溶液。
[0006]上述的一种电极外膜材料的制备方法，反应容器为反应釜，惰性气体通过惰性气体装置充入。
[0007]上述的一种电极外膜材料的制备方法，电极外膜附载在电极表面过程包括：步骤T1.取外膜材料溶解在水中，使用超声波振荡后形成饱和溶液；步骤T2.使用提拉机将电极以0.05mm/s的频率进行若干次提拉；步骤T3.将电极置于烘箱中干燥。
[0008]上述的一种电极外膜材料的制备方法，反应过程以4
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乙烯基苯磺酸钠是否反应完毕为基准，通过高效液相色谱监控4
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乙烯基苯磺酸钠的反应。
[0009]上述的一种电极外膜材料的制备方法，在步骤S1中，反应溶剂为混合溶剂，反应溶剂其中一种溶剂为水，另一溶剂与水互溶。
[0010]进一步的，另一种溶剂为异丙醇、乙醇、甲醇中的一种或多种。
[0011]进一步的，反应溶剂为水与异丙醇形成的混合溶剂。
[0012]上述的一种电极外膜材料的制备方法，在步骤S2中，4
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乙烯基苯磺酸钠、甲基丙烯酸缩水甘油酯及丙烯酸丁酯之间物质的量比例为：4
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乙烯基苯磺酸钠：甲基丙烯酸缩水甘油酯：丙烯酸丁酯=1:1:1至4
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乙烯基苯磺酸钠：甲基丙烯酸缩水甘油酯：丙烯酸丁酯=1:20:20。
[0013]优选的，4
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乙烯基苯磺酸钠：甲基丙烯酸缩水甘油酯：丙烯酸丁酯=1:15:15至4
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乙烯基苯磺酸钠：甲基丙烯酸缩水甘油酯：丙烯酸丁酯=1:18:18。
[0014]上述的一种电极外膜材料的制备方法，在步骤S3中，惰性气体为氩气或氮气。
[0015]进一步的，惰性气体为氮气。
[0016]上述的一种电极外膜材料的制备方法，在步骤S4中，偶氮二异丁腈与4
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乙烯基苯磺酸钠之间物质的量关系为：偶氮二异丁腈的加入量为4
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乙烯基苯磺酸钠的加入量的5%
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20%。
[0017]上述的一种电极外膜材料的制备方法，在步骤S5中，反应温度为60
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100摄氏度。
[0018]上述的一种电极外膜材料的制备方法，在步骤S5中，反应时间为8
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15小时。
[0019]根据上述方案的本专利技术，其有益效果在于，1.本专利技术形成的电化学生物传感器电极的外膜材料具有环氧基团，环氧基团与电子介体的氨基能够发生开环反应，将令电极外膜与电子介体交联，形成外膜与电子介体的稳定结构，将电子介体固定在外膜上，防止电子介体游离后流失，有利于电子的传递，从而令电化学信号更加稳定，强度更高，使得电极具有更好的响应线性。
[0020]2.本专利技术的电极外膜材料制备工艺简单，大批量生产使用的装置仅有反应釜与惰性气体装置，有利于推广与使用。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术制备过程的化学反应过程示意图。
[0023]图2为本专利技术制备过程的交联反应过程示意图。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]一种电极外膜材料的制备方法，制备过程包括：步骤S1.向反应容器内加入反应溶剂。
[0026]步骤S2.向反应容器加入一定比例的4
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乙烯基苯磺酸钠、甲基丙烯酸缩水甘油酯及丙烯酸丁酯并令三者均溶解于反应溶剂内。
[0027]步骤S3.向反应容器内填充惰性气体。
[0028]步骤S4.向反应溶剂加入偶氮二异丁腈。
[0029]步骤S5.加热反应容器内的溶液。
[0030]如图1、图2所示，通过上述方式制备的电极外膜材料，其具有环氧基团，当该电极外膜材料用于电极表面时，电极外膜上的环氧基团与电子介体上的氨基发生开环反应，使得电极外膜和电子介体交联，在生物酶与检测液中的检测物发生氧化还原反应时，有利于快速实现电子传递，令电极产生的电化学信号更稳定，材料的响应线性较于现有材料更好。
[0031]在一种实施例中，在步骤S1中，反应溶剂为混合溶剂，反应溶剂其中一种溶剂为水，另一溶剂为与水互溶的溶剂，如异丙醇、乙醇、甲醇中的一种或三者任意混合的产物，如反应溶剂为水、异丙醇及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极外膜材料的制备方法，其特征在于，制备过程包括：步骤S1.向反应容器内加入反应溶剂；步骤S2.向反应容器加入一定比例的4
‑
乙烯基苯磺酸钠、甲基丙烯酸缩水甘油酯及丙烯酸丁酯并令三者均溶解于反应溶剂内；步骤S3.向反应容器内填充惰性气体；步骤S4.向反应溶剂加入偶氮二异丁腈；步骤S5.加热反应容器内的溶液。2.根据权利要求1中所述的一种电极外膜材料的制备方法，其特征在于，在步骤S1中，反应溶剂为混合溶剂，反应溶剂其中一种溶剂为水，另一溶剂与水互溶。3.根据权利要求1中所述的一种电极外膜材料的制备方法，其特征在于，在步骤S2中，4
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乙烯基苯磺酸钠、甲基丙烯酸缩水甘油酯及丙烯酸丁酯之间物质的量比例为：4
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乙烯基苯磺酸钠：甲基丙烯酸缩水甘油酯：丙烯酸丁酯=1:1:1至4
‑
乙烯基苯磺酸钠：甲基丙烯酸缩水甘油酯：丙烯酸丁酯=1:20:20。4.根据权利要求1中所述的一种电极外膜材料的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，惰性气体为氩气或氮气。5.根据权利要求1中所述的一种电极外膜材料的制备方法，其特征在于，电极外膜附载在电极表面过程包括：步骤T1.取外膜材料溶解在水中，使用超声波振荡后形成饱和溶液；步骤T2.使用提拉机将电极以0.05mm/s的频率进行若干次提拉；步骤T3.将电极置于烘箱中干燥。6.根据权利要求1中所述的一种电极外膜材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：深圳可孚生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：