全打印柔性电化学传感器电极的制备及应用

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柔性电子因具有与生物体机械匹配度良好的独特优势在生物医学领域应用广泛,其中,柔性电化学传感器是一个重要的发展方向。喷墨打印是一种新兴的微加工手段,具有无需模板、成本低、精度高、灵活性强等特点,被广泛应用于柔性电子的制造。因此本文基于喷墨打印技术开发了一种柔性电化学生物传感器,并将其应用于葡萄糖、乳酸的检测。本文对柔性电子,特别是可穿戴柔性电化学传感器在生物医学领域的研究进展进行了介绍,并对全打印柔性电化学传感器的构建需要解决的两个问题(电极墨水的制备,电化学传感活性材料墨水的制备)展开分析和研究,主要研究内容如下:首先,制备金纳米墨水。考虑到导电性和生物相容性,以L-半胱氨酸为稳定剂制备了一种金纳米颗粒,粒径约5 nm,以乙二醇和水为混合溶剂分散,得到的金纳米墨水分散性良好,可用于喷墨打印电化学传感器的电极。第二步,柔性基板的选择。本文测试了金纳米墨水在不同基板上的接触角,确定将聚对苯二甲酸乙二醇酯片(PET)作为构建柔性电化学生物传感器的基板。第三步,制备电化学传感活性材料。本文通过“一锅法”合成了一种导电聚合物与金属复合的核壳结构纳米颗粒(Au-Pd@PIn-6-NH2),将其应用于过氧化氢的检测。然后以聚-6-氨基吲哚中的氨基为活性位点,通过戊二醛固定葡萄糖氧化酶和乳酸氧化酶,制备成可打印墨水。并将其应用于葡萄糖、乳酸的检测。第四步,柔性电化学传感器的构建及应用。首先,利用合成的金纳米墨水在PET片上打印出金电极。然后在其中一个金电极上打印一层银,氯化后作为参比电极。最后利用制备的酶溶液在其中一个金电极上打印酶传感层作为工作电极,分别应用于葡萄糖、乳酸标准溶液的检测。本文还证明了了Au-Pd@PIn-6-NH2材料和柔性电化学传感器的生物相容性良好,为开发可穿戴汗液传感提供了一种新的选择。
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