[發明專利]一種化學發光傳感器及采用該傳感器檢測葡萄糖的方法

有效

• 申請號: 201210509888.2
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN102967595A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 王志華;劉芳;呂超
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: G01N21/76
• 分類號: G01N21/76
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 霍京華

技術領域：

本發明涉及一種化學發光傳感器及采用該傳感器檢測葡萄糖的方法。可應用于臨床中葡萄糖的檢測。

背景技術：

化學發光（chemiluminescence，CL）是指某些化學反應發射光的現象，通常為氧化還原反應。化學發光分析法因其不需要外來的激發光源，因此不存在背景干擾，使其具有很高的靈敏度，檢出限可達10^-21-10^-12mol。并且該法線性范圍寬（3-6個數量級），儀器設備簡單、操作方便、廉價、易自動化，成為分析化學中一個十分活躍的研究熱點。近年來，由于化學發光傳感器在一定程度上能提高催化劑的穩定性和催化活性、并且其操作簡便、儀器簡單、環境友好、低耗等優點引起了人們的廣泛關注。

葡萄糖的定量分析在臨床醫學、生物化學、食品科學等領域有極其重要的作用。目前的測定方法主要有分光光度計、電流測定法、高效液相色譜法及毛細管電泳法。但是，這些方法通常需要復雜的前處理過程，分析速度慢，并且儀器設備成本較高，不利于推廣。與之相比，化學發光法具有檢測速度快、選擇性好、體積小、易操作，儀器簡單等優點。化學發光法檢測葡萄糖是利用葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖生成葡萄糖酸和過氧化氫，過氧化氫在催化劑存在的條件下能夠氧化魯米諾產生發光，其發光強度與過氧化氫的濃度成正比例關系，基于此反應對葡萄糖濃度進行定量檢測。

隨著技術的發展，化學發光生物傳感器逐漸地應用于葡萄糖的測定。Lan等人[Biosens.Bioelectron.,2008,24,934-938]將金納米及辣根過氧化物酶固定在二氧化硅凝膠上，通過流動魯米諾測定人血清中的葡萄糖。Li等人[Anal.Biochem.,2008,374,64-90]通過戊二醛將葡萄糖酶和辣根過氧化物酶固定在蛋殼上，并測定人血清中的葡萄糖。該方法雖有突出的優點，但僅能固定化學發光試劑或是催化劑，這樣即浪費了資源，也造成了一定的環境危害[Anal.Chem.,2002,74,1269-1274;Anal.Chem.,2008,374,64-70]。

目前，同時將葡萄糖氧化酶，化學發光試劑（魯米諾）和催化劑同時固定在一起還鮮有報道。并且存在著檢測范圍較小，響應時間較長、抗干擾能力較弱及壽命較短等問題。其主要原因是葡萄糖氧化酶的反應基質是弱酸性或中性條件，而魯米諾的最佳化學發光反應的基質為堿性溶液[Anal.Chem.,2012,84(5):2410-2415]。由于二者的反應pH值不同，如果保證了葡萄糖氧化酶的活性就確保不了魯米諾的使用，保證了魯米諾的條件，酶的活性就大大地降低，因此無法將二者固定在同一根柱子上。拓寬魯米諾的pH值的使用范圍，提高傳感器的檢測范圍和靈敏度是亟待解決的問題。

發明內容：

本發明的目的是提供一種化學發光傳感器及采用該傳感器檢測葡萄糖的方法。通過將葡萄糖氧化酶、化學發光試劑（魯米諾）和催化劑（鎂鋁碳酸根水滑石）同時固定，拓寬魯米諾化學發光反應條件，使其從傳統的堿性基質擴充至弱酸性的基質中，并保證化學發光傳感器的靈敏度及使用壽命。并兼具操作簡單，成本低，線性范圍寬等特點。

本發明提供的一種化學發光傳感器，采用由二氧化硅凝膠和殼聚糖組成的交聯劑交聯固定葡萄糖氧化酶、辣根過氧化物酶和吸附了魯米諾的鎂鋁碳酸根水滑石，將得到的混合物填充于石英管內，石英管兩端填充玻璃棉，構成化學發光傳感器；其中化學發光傳感器具體制備方法如下：

A：將鎂鋁碳酸根水滑石（[Mg_1-xAl_x(OH)₂]^x+(CO₃)_x/2·yH₂O，0.17≤x≤0.34，y為結晶水的數量）浸入濃度為1×10^-4-1×10^-2mol/L魯米諾水溶液中，混合，充分吸附，經過濾，常溫干燥得到黃綠色的產物，產物中鎂鋁碳酸根水滑石與魯米諾的質量比為(100-600):1；