[發明專利]負載有多層己糖激酶磁性納米微球的電極及其制備方法

無效

• 申請號: 201210243954.6
• 申請日: 2012-07-13
• 公開（公告）號: CN102749375A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 張勐;鮑文生;肖紅梅
• 申請（專利權）人: 蘇州文曦醫療電子有限公司
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 杜樹華;李洪福

技術領域

本發明涉及一種電極的制備方法，尤其涉及一種負載有多層己糖激酶磁性納米微球的電極的制備方法。

背景技術

如圖4所示：反映了血糖檢測過程由化學反應轉化為電信號的基本過程，原理是由含有葡萄糖分子的反應液（如唾液、血液等體液）在葡萄糖反應酶（如己糖激酶、葡萄糖氧化酶）的催化下進行化學分解反應，從而釋放出帶電粒子（如氫氧根離子、氫離子及電子），帶電粒子通過電極及連接電極的導線將帶電粒子傳輸到電信號檢測系統，根據所產生的電流大小判斷反應強度，反應強度大則反應劇烈，葡萄糖含量就高；反之亦然。

現有技術中，酶層主要采用在電極上直接涂布反應液的辦法，即直接將葡萄糖反應酶溶液涂在電極表面，為提高反應酶的附著強度，一般是將飽和葡萄糖反應酶溶液制成易于涂布的具有一定粘性的溶液，利用高速旋涂設備，在電極表面進行多次噴灑式旋涂。或利用絲網印刷的方式，在電極表面進行多次涂布。

無論是旋涂或絲網印刷，其電極修飾均需要進行多次操作，無法用一道工序一次性完成。葡萄糖反應酶溶液無論其溶解度有多高，反應酶都是不規則的分散在溶液中的，因此涂布到電極表面以后將形成反應酶的不均勻分布，而且每個分布點的酶含量較低。

葡萄糖反應酶在電極表面很難形成堆疊結構，即在某一反應點只有少量反應酶存在，在葡萄糖分解反應中很容易被消耗殆盡，該點反應進行完畢后，局部雖然形成了葡萄糖的低濃度區，葡萄糖分子會向這一反應區滲透，但由于反應酶沒有可補償性，改點不在具有反應酶，因此反應沒有持續性。導致產生的電流小，且持續時間短，難于檢測判斷。

發明內容

本發明針對以上問題，而提出的一種負載有多層己糖激酶磁性納米微球的電極的制備方法，具有如下步驟：

S1.采用氣泡液膜法，制得Fe₃O₄鐵氧體的前軀體；

S2.將所述鐵氧體的前驅體，置于容器內200-250攝氏度燒結10-12h，制得固結鐵氧體納米粉體；

S3.將己糖激酶、乙醇、水、SiO₂納米顆粒以及由步驟S2制得的鐵氧體納米粉體按一定比例投入反應容器中，在室溫下，回流攪拌20-30分鐘時間，使己糖激酶水解生成透明溶膠，將該溶膠轉入模具中，恒溫水浴，在恒溫條件下烘干、研磨，制得負載有己糖激酶的納米微球；

S4.將步驟S3中制得的納米微球，與25%乙醇溶液以摩爾比1:20—1:30配置成混合溶液，在室溫下電磁攪拌至完全溶解；將溶解體系轉移至冰水浴中，加入適量5%——10%的分析純氨水，繼續攪拌0.5h-1h，待所述膠體在常溫陳化一段時間1-2h后，制成納米顆粒溶膠；

S5.取一清洗過的電極基底，運用提拉法，將所述制得的納米顆粒溶膠，在電極基地上進行涂抹，提拉速度為6cm／min~8cm/min，提拉結束后，將所述基底靜置6-12h后，制得涂膜基片；

S6.將所述納米顆粒、濃度為10%-15%的甲苯溶液、水按一定摩爾比配置成PH值為7.8-8.5的混合溶液，比例為每1L水加入50g納米顆粒，100ml甲苯溶液，將步驟S5中制得的涂膜基片豎直浸入盛有混合溶液的反應器，給反應器施加一個水平的磁場，在磁場條件5000-10000高斯下反應一段時間0.5h-1h，制得負載有多層帶酶微球電極。

所述步驟2中向反應器中投入的反應物的比例為：

每1L去離子水加入己糖激酶10g，乙醇100-150ml，

投入的己糖激酶與SiO2納米顆粒的質量比為1:1.5-1:2.5，

投入的鐵氧體納米粉體與SiO2納米顆粒的質量比為1:1-1:1.5。

步驟S2中的燒結時間為10小時；燒結溫度為210℃。

步驟4中所述納米微球與25%乙醇溶液以摩爾比1:20配置成混合溶液。

步驟4中加入適量的分析純氨水的濃度為5%。

步驟S5中基底的靜置時間為8小時。

步驟S6中，甲苯溶液的濃度為10%。

步驟S6中，施加水平磁場為6000-8000高斯。

由于采用了上述技術方案，本發明提供的負載有己糖激酶的磁性納米微球，具有如下優點：

1.反應效率提高，帶酶層的納米粒子反應體系由于納米表面呈球狀，比表面積遠大于平面結構，單位體積內可以負載更多的反應酶，使得反應效率更高，反應強度更大。

2.自組裝形成的納米顆粒堆砌結構，使得區域內葡萄糖反應更為徹底，可以產生的更大強度的生物電流。