一种基于潮解型聚电解质的全固态乙醇气体传感器酶电极及其制作方法

摘要

本发明涉及一种基于潮解型聚电解质的全固态乙醇气体传感器酶电极及其制作方法，在由绝缘材料做成的基体上，利用丝网印刷技术制成由工作电极、参比电极和对电极组成的印刷电极，它们的中间部分表面上涂覆一层聚碳酸酯绝缘体，在工作电极上涂覆一层由石墨烯、潮解型聚电解质和乙醇氧化酶组成的反应层，然后再在工作电极、对电极和参比电极之间涂覆一层潮解型固态聚合物薄膜，即制成生物酶电极。本发明提供了一种气态乙醇检测用的酶电极，该酶电极在使用过程中无需使用液态电解质，可实现乙醇气体的高选择性检测，从整体上提高了乙醇气体生物传感器的各项性能和实用性。

主权项

一种基于潮解型聚电解质的全固态乙醇气体传感器酶电极的制作方法，所述电极具有绝缘材料基体，在基体表面丝网印刷有工作电极、参比电极和对电极，电极中间涂覆一层碳酸酯绝缘体，工作电极上涂覆有由石墨烯、潮解型聚电解质和乙醇氧化酶组成的反应层，然后在工作电极、参比电极和对电极之间涂覆潮解型聚电解质薄膜，所述绝缘材料基体为聚氯乙烯或陶瓷，电极采用丝网印刷技术印制，所述的工作电极为圆形，直径为2～4mm，材质为铂，参比电极为银/氯化银，对电极为铂，其特征在于：所述制作方法包括以下几步：1)潮解型聚电解质的制备a.在三口烧瓶中，按照1∶1的比例将二乙烯三胺和丙烯酸甲酯加入到一定量的甲醇中，搅拌下反应12h；然后在减压状态下，升温至30℃反应1h，在60℃下反应1h，在100℃下反应2h，在120℃下反应3h，140℃下减压反应2h，反应结束后，用无水乙醇稀释，并在大量乙醚中洗涤、沉淀，真空干燥，得到超支化聚酰胺；b.在三口烧瓶中，将超支化聚酰胺与去离子水、甲酸、甲醛按照1∶10∶7∶7(g/g)的比例混合，75℃回流反应一定时间，然后用乙醚多次洗涤、沉淀，真空干燥；c.将上述b中的产物溶于50mL甲醇中，然后加入一定量的卤代烷烃，50℃反应一定时间，产物经甲醇溶解，乙醚沉淀多次提纯，真空干燥，得到潮解型聚电解质，2)清洗表面具有工作电极、参比电极和对电极的陶瓷或聚氯乙烯基体，烘干备用；3)将3～6mg/mL的乙醇氧化酶、0.5～3mg/mL的石墨烯、5～20mg/mL的潮解型聚电解质和体积比为2％的戊二醛震荡混合均匀，然后取3～10μL滴涂在工作电极表面，自然晾干，形成反应层；4)将体积比为2～5％的潮解型聚电解溶液均匀涂覆在工作电极、参比电极和对电极之间，自然晾干后得到酶电极。