本发明属于葡萄糖检测领域,具体涉及一种基于疏水基底的无酶葡萄糖传感器及其制备方法和应用。本发明的目的是摆脱现有无酶检测中对检测溶液强碱环境的依赖;避免裂解水对检测溶液的影响.

现有方法是开发具有大比表面积的电极，以实现在近中性检测条件下的检测性能，但是由于OH-的缺乏，检测的灵敏度偏低；另外依赖水裂解，通过H+还原产生H2来提高检测区域pH，为无酶检测的顺利进行提供足够的OH-。主要问题是会在电极表面附着不定量的气泡，导致检测面积的改变进而使检测结果准确性和重现性降低，其次裂解水所需电位较高，会大幅提升检测过程的能耗，降低实际使用的经济性。(1)首先，在疏水基底表面修饰具有氧气还原性能和葡萄糖检测性能的电催化剂；(2)随后，利用疏水基底的疏水性能，在其接触水溶液时在多孔基底的空腔缝隙中捕获大量的空气；(3)最后，对电极施加负电位将空气中的氧气还原为OH-，随后施加一个正电位进行葡萄糖检测，实现对葡萄糖的高效检测。本发明的目的在于(1)摆脱现有无酶检测中对检测溶液强碱环境的依赖；(2)避免裂解水对检测溶液的影响和H2的产生，提高检测的准确性和重现性。

本发明属于葡萄糖检测领域，具体涉及一种基于疏水基底的无酶葡萄糖传感器及其制备方法和应用。

背景技术

糖尿病是一种严重威胁人们健康的慢性疾病，全世界已有超过5.37亿患者，每年要夺走150多万人的生命，并且患者人数仍在不断增加。当血糖水平低于或高于3.3至7.8mmol/L的范围时，就必须预防糖尿病引发的紧急情况。因此，为了让糖尿病患者更好地控制病情，开发快速、精确的血糖监测方法是非常重要的。虽然凭借高的选择性和灵敏度，酶基的电化学葡萄糖传感器已经获得了广泛的研究和应用，但是生物酶的不稳定性容易受到诸如温度、pH和离子等因素的影响，从而阻碍了酶生物传感器的稳定性和范围。

基于贵金属、金属合金、金属氧化物和碳相关材料的非酶葡萄糖传感器比酶传感器有更长的使用寿命，因此受到了人们的关注，并且也在高性能的电催化剂制备上付出了巨大的努力，获得了多种具有高检测性能的无酶葡萄糖传感器。但是，由于在电化学葡萄糖氧化过程中会消耗大量的OH-，无酶检测葡萄糖检测往往需要在强碱性溶液才能获得理想的灵敏度和线性检测范围。虽然，已有技术通过在检测区域裂解水实现OH-浓度的提高，但是氢气泡的产生(附着电极表面)和过大的能耗(高的电解电位)降低了该方法的准确性和实用性。

发明内容

现有方法是开发具有大比表面积的电极，以实现在近中性检测条件下的检测性能，但是由于OH-的缺乏，检测的灵敏度偏低；另外依赖水裂解，通过H+还原产生H2来提高检测区域pH，为无酶检测的顺利进行提供足够的OH-。主要问题是会在电极表面附着不定量的气泡，导致检测面积的改变进而使检测结果准确性和重现性降低，其次裂解水所需电位较高，会大幅提升检测过程的能耗，降低实际使用的经济性。

发明人：张军 封心建 苏州大学坐落于素有“人间天堂”之称的历史文化名城苏州，是国家“211工程”“2011计划”首批入列高校，是教育部与江苏省人民政府共建“双一流”建设高校、国家航天局共建高校，是江苏省属重点综合性大学。苏州大学前身是Soochow University（东吴大学，1900年创办），开现代高等教育之先河，融中西文化之菁华，是中国最早以现代大学学科体系举办的大学。在中国高等教育史上，东吴大学是最早开展研究生教育并授予硕士学位、最先开展法学（英美法）专业教育，也是第一家创办学报的大学。1952年中国大陆院系调整，由东吴大学之文理学院、苏南文化教育学院、江南大学之数理系合并组建苏南师范学院，同年更名为江苏师范学院。1982年，学校更复名苏州大学（Soochow University）。

本发明还提供上述基于疏水基底的无酶葡萄糖传感器在葡萄糖检测中的应用，包括如下步骤：采用三电极体系，所述无酶葡萄糖电极作为工作电极，铂丝作为对电极，Ag/AgCl作为参比电极，进行阶跃电位法的葡萄糖检测；所述葡萄糖检测时，于-0.8至-0.4V(***)下20s，再于+0.4至+0.7V下15s，记录正电位时的电流信号。

本发明的技术方案相比现有技术具有以下优点：

1、可以实现在各种pH溶液环境下的葡萄糖检测，减少了对溶液高OH-浓度的依赖；

2、氧还原反应可以在较低的还原电位下进行，为传感器的低能耗使用提供了方便。

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