【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学传感器，更具体的说是一种基于碳化聚吡咯的柔性葡萄糖传感器及其构建方法和应用。
技术介绍
1、糖尿病是一种由胰岛素绝对或相对分泌不足以及利用障碍引发的以高血糖为标志的慢性疾病。随着我国人口老龄化与生活方式的变化，糖尿病从少见病变成一个流行病。及时、准确地监测血糖是糖尿病患者控制血糖波动的重要保障，能够准确及时的监测血糖波动，强化血糖控制，可以降低糖尿病患者再次发生心血管事件和死亡的风险。
2、酶传感器是一种利用酶催化反应对物质进行检测的传感器。其基本原理是将目标物质与特定酶结合，在酶的催化下使得电极表面上的电荷转移发生变化，从而使得电流或电势发生变化，相较传统的传感器，酶传感器拥有响应速度快、灵敏度高、稳定性好、寿命长、抗干扰性能好的优势。
3、聚吡咯(polypyrrole，ppy)作为一种导电聚合物，因其具有合成简单、结构稳定、电导率高、生物相容性好等特点，近年来在电化学传感器的研发和制备领域受到广泛关注，已被大量应用于制备与葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，gox)有关的传感器上。传统的基于聚吡咯的葡萄糖传感器大都采用电化学聚合生成ppy薄膜，这种形态的ppy能够负载的酶生物量有限。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种基于碳化聚吡咯的柔性葡萄糖传感器及其构建方法和应用。本专利技术制备的柔性葡萄糖传感器，脱离传统的玻碳电极，可以定量检测葡萄糖，并具有较高的稳定性。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术
3、本专利技术提供了一种基于碳化聚吡咯的柔性葡萄糖传感器的构建方法，包括：
4、以表面电沉积有纳米金的丝网印刷-碳布电极作为材料负载平台，在材料负载平台的表面滴涂碳化聚吡咯，得到负载碳化聚吡咯的电极平台；再在负载碳化聚吡咯的电极平台的表面滴涂葡萄糖氧化酶溶液和壳聚糖溶液获得柔性葡萄糖传感器电极。
5、优选地，所述材料负载平台通过以下方法制备：首先在柔性塑封膜上通过丝网印刷制作出导电电路，再将碳布浸没于含有5.0mm的naaucl4的h2so4溶液中，随后在-1.0v～-0.2v的电位下电沉积200s～400s，将处理好的碳布与丝网印刷电路组合作为材料负载平台。
6、优选地，所述碳化聚吡咯采用软模版法制备：首先将fecl3·6h2o溶液加入到甲基橙溶液中，反应产物作为引发剂；然后在搅拌状态下加入吡咯单体，以引发剂为模版生长出聚吡咯，随后过滤、洗涤、干燥，再将干燥后的聚吡咯产物在氮气保护下，于800℃～1200℃管式炉中煅烧，得到碳化聚吡咯。
7、更优选地，所述fecl3·6h2o溶液的浓度为40.0mm～120.0mm，所述甲基橙溶液的浓度为4.0mm～8.0mm，所述fecl3·6h2o溶液和甲基橙溶液的体积比为1:1～1:10；所述吡咯单体的浓度为0.02mm～0.1mm。
8、优选地，在材料负载平台的表面滴涂的碳化聚吡咯为5.0mg/ml～15.0mg/ml的悬浮液；所述葡萄糖氧化酶溶液浓度为2.0mg/ml～8.0mg/ml；所述壳聚糖溶液的浓度为0.1％～1.0％。
9、优选地，还包括在滴涂葡萄糖氧化酶溶液之前在负载碳化聚吡咯的电极平台的表面滴涂0.05m～0.15m二茂铁溶液作为电子中介体。
10、优选地，上述构建方法还包括：将获得的柔性葡萄糖传感器电极直接作为工作电极，同时与电化学工作站相连接，之后将铂片电极、ag/agcl分别作为对电极和参比电极，制成电化学葡萄糖传感器。
11、本专利技术还提供了一种基于碳化聚吡咯的柔性葡萄糖传感器，由上述任一构建方法获得。
12、本专利技术还提供了上述基于碳化聚吡咯的柔性葡萄糖传感器在柔性可穿戴电子产品中的应用。
13、优选地，利用计时电流法检测葡萄糖浓度。
14、本专利技术的有益效果为：
15、(一)首先通过软模版法合成ppy管，增大了ppy的比表面积从而负载更多的酶，进一步增加了葡萄糖氧化酶在ppy工作电极表面的吸附位点。
16、(二)ppy碳化后，提升了其导电性和机械强度，可以在电极工作区覆盖多层ppy膜，形成三维立体层，从而负载更多的葡萄糖氧化酶(gox)，能够迅速对待测葡萄糖样品做出响应，检测灵敏度高、选择性好、范围宽。
17、(三)本专利技术以电子传递中介体和具有催化作用的碳化导电聚合物制备了柔性葡萄糖传感器，实现了对葡萄糖浓度的高效、精准检测，检测范围为2.0mm～35.0mm，在4℃下保存8天后对葡萄糖的电流响应信号仍能保持初始信号的85％以上，具有很高的稳定性。
18、(四)本专利技术制备的丝网印刷-碳布电极作为材料负载平台，在负载了ppy层和酶层后可以直接作为工作电极，脱离了传统的玻碳电极、金电极等，且制作方便、成本更低。
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1.一种基于碳化聚吡咯的柔性葡萄糖传感器的构建方法，包括：
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述材料负载平台通过以下方法制备：首先在柔性塑封膜上通过丝网印刷制作出导电电路，再将碳布浸没于含有5.0mM的NaAuCl4的H2SO4溶液中，随后在-1.0V～-0.2V的电位下电沉积200s～400s，将处理好的碳布与丝网印刷电路组合作为材料负载平台。
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述碳化聚吡咯采用软模版法制备：首先将FeCl3·6H2O溶液加入到甲基橙溶液中，反应产物作为引发剂；然后在搅拌状态下加入吡咯单体，以引发剂为模版生长出聚吡咯，随后过滤、洗涤、干燥，再将干燥后的聚吡咯产物在氮气保护下，于800℃～1200℃管式炉中煅烧，得到碳化聚吡咯。
4.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述FeCl3·6H2O溶液的浓度为40.0mM～120.0mM，所述甲基橙溶液的浓度为4.0mM～8.0mM，所述FeCl3·6H2O溶液和甲基橙溶液的体积比为1:1～1:10；所述吡咯单体的浓度为0.02mM～0.1mM。p>
5.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，在材料负载平台的表面滴涂的碳化聚吡咯为5.0mg/ml～15.0mg/ml的悬浮液；所述葡萄糖氧化酶溶液浓度为2.0mg/ml～8.0mg/ml；所述壳聚糖溶液的浓度为0.1％～1.0％。
6.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，还包括在滴涂葡萄糖氧化酶溶液之前在负载碳化聚吡咯的电极平台的表面滴涂0.05M～0.15M二茂铁溶液作为电子中介体。
7.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，还包括：将获得的柔性葡萄糖传感器电极直接作为工作电极，同时与电化学工作站相连接，之后将铂片电极、Ag/AgCl分别作为对电极和参比电极，制成电化学葡萄糖传感器。
8.一种基于碳化聚吡咯的柔性葡萄糖传感器，由权利要求1～7任意一项所述的构建方法获得。
9.权利要求8所述的基于碳化聚吡咯的柔性葡萄糖传感器在柔性可穿戴电子产品中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，利用计时电流法检测葡萄糖浓度。
...【技术特征摘要】
1.一种基于碳化聚吡咯的柔性葡萄糖传感器的构建方法，包括：
2.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述材料负载平台通过以下方法制备：首先在柔性塑封膜上通过丝网印刷制作出导电电路，再将碳布浸没于含有5.0mm的naaucl4的h2so4溶液中，随后在-1.0v～-0.2v的电位下电沉积200s～400s，将处理好的碳布与丝网印刷电路组合作为材料负载平台。
3.根据权利要求1所述的构建方法，其特征在于，所述碳化聚吡咯采用软模版法制备：首先将fecl3·6h2o溶液加入到甲基橙溶液中，反应产物作为引发剂；然后在搅拌状态下加入吡咯单体，以引发剂为模版生长出聚吡咯，随后过滤、洗涤、干燥，再将干燥后的聚吡咯产物在氮气保护下，于800℃～1200℃管式炉中煅烧，得到碳化聚吡咯。
4.根据权利要求3所述的构建方法，其特征在于，所述fecl3·6h2o溶液的浓度为40.0mm～120.0mm，所述甲基橙溶液的浓度为4.0mm～8.0mm，所述fecl3·6h2o溶液和甲基橙溶液的体积比为1:1～1:10；所述吡咯单体的浓...
【专利技术属性】
技术研发人员：雍晓雨，王建米，周俊，丁小宇，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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