[發(fā)明專(zhuān)利]一種葡萄糖傳感器及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310433266.0
• 申請(qǐng)日: 2013-09-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103487486A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 不公告發(fā)明人
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 上海移宇科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01N27/403
• 分類(lèi)號(hào): G01N27/403
• 代理公司: 上海光華專(zhuān)利事務(wù)所 31219
• 代理人: 張艷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域，特別是涉及一種葡萄糖傳感器及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，葡萄糖傳感器，尤其是可植入式葡萄糖傳感器受到人們的廣泛關(guān)注。這類(lèi)傳感器在臨床應(yīng)用中具有重要意義，特別是在監(jiān)測(cè)糖尿病方面有重要的應(yīng)用價(jià)值?；谶^(guò)氧化氫電極的葡萄糖傳感器具有很強(qiáng)的吸引力是因?yàn)樗Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適用于植入式監(jiān)測(cè)。這類(lèi)傳感器的基本原理是，在葡萄糖氧化酶的參與下，氧氣將葡萄糖氧化為葡萄糖酸和過(guò)氧化氫，然后通過(guò)過(guò)氧化氫和電極發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的信號(hào)強(qiáng)度來(lái)計(jì)算葡萄糖的含量。

雖然這類(lèi)傳感器的酶反應(yīng)的專(zhuān)一性很強(qiáng)，但仍有許多內(nèi)源性的電化學(xué)活性物質(zhì)，即干擾物，對(duì)檢測(cè)產(chǎn)生影響，如水楊酸、尿酸、對(duì)乙酰氨基酚等在傳感器的工作電壓下容易發(fā)生氧化，從而和酶催化產(chǎn)生的過(guò)氧化氫一樣產(chǎn)生電信號(hào)，而這些信號(hào)對(duì)葡萄糖的檢測(cè)來(lái)說(shuō)是不真實(shí)的，雖然這些可氧化的干擾物在生理溶液中的含量比葡萄糖低，但他們對(duì)檢測(cè)會(huì)產(chǎn)生顯著的影響。因此，人們做了大量的嘗試，希望能降低葡萄糖檢測(cè)過(guò)程中因?yàn)楦蓴_物造成的誤差，其中一種有效的策略就是在電極表面覆蓋一層選擇性透過(guò)的膜來(lái)降低干擾物的透過(guò)，許多不同的高分子，各種混合膜或單層膜，基于尺寸選擇或極性選擇的膜都被引入了葡萄糖傳感器，用以排除不同的電化學(xué)活性物質(zhì)。選擇性透過(guò)膜很有效，但并不能完全消除干擾，一般來(lái)說(shuō)，一些帶電荷的干擾物如水楊酸和尿酸，容易被選擇性透過(guò)膜消除掉，但一些中性的小分子，如對(duì)乙酰氨基酚，則很難消除。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種葡萄糖傳感器，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)在葡萄糖傳感器的電極表面修飾高分子膜系統(tǒng)，使其能高效的消除包括一些中性小分子在內(nèi)的干擾物，提高葡萄糖檢測(cè)的準(zhǔn)確度及特異性，并且在體外或體內(nèi)都具有很好的穩(wěn)定性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明第一方面提供一種葡萄糖傳感器的構(gòu)建。所述葡萄糖傳感器包括傳感器基材，所述傳感器基材上設(shè)有參比電極、工作電極和對(duì)電極，所述工作電極表面設(shè)有抗干擾層和酶層，所述抗干擾層的材質(zhì)選自改性纖維素、Nafion、有機(jī)硅烷中的一種或多種的組合。

優(yōu)選的，所述改性纖維素選自醋酸纖維素（CA）、醋酸丁酸纖維素（CAB）中的一種。

所述醋酸丁酸纖維素的平均分子量在10000-50000之間。

所述醋酸纖維素的乙酰基含量在40%左右。

優(yōu)選的，所述有機(jī)硅烷選自室溫固化類(lèi)硅橡膠，例如常見(jiàn)的加成型硅烷、縮合型硅烷；優(yōu)選為聚二甲基硅氧烷（PDMS）。

本發(fā)明中，在溫和條件下能夠交聯(lián)的生物相容性的PDMS均可適用于抗干擾層。比如帶羥基、氨基、乙烯基、羧基、硅氫基等活性官能團(tuán)的PDMS，抗干擾能力可以通過(guò)粘度、交聯(lián)密度、主鏈取代基及適當(dāng)?shù)墓簿蹃?lái)調(diào)控。

優(yōu)選的，所述工作電極為鉑電極。

優(yōu)選的，所述對(duì)電極為鉑電極。

優(yōu)選的，所述參比電極為銀/氯化銀電極。

優(yōu)選的，所述各電極（工作電極、對(duì)電極、參比電極）互相之間絕緣，并依照對(duì)電極、工作電極、參比電極的順序自傳感器的末端至頂端依次排列。

優(yōu)選的，所述各電極均通過(guò)導(dǎo)線與針腳連接。

優(yōu)選的，所述抗干擾層的厚度為1-10μm。

優(yōu)選的，所述酶層的厚度為0.5-20um。更優(yōu)選的，厚度為2-5um。

優(yōu)選的，所述酶層為葡萄糖氧化酶層。

優(yōu)選的，所述抗干擾層位于所述工作電極上，所述酶層位于所述抗干擾層上。

更優(yōu)選的，所述抗干擾層和所述工作電極之間還設(shè)有粘合層。

更優(yōu)選的，所述酶層和抗干擾層之間還設(shè)有粘合層。

優(yōu)選的，所述酶層位于抗干擾層和工作電極之間。

更優(yōu)選的，所述酶層和抗干擾層之間還設(shè)有粘合層。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述粘合層的材質(zhì)為具有粘合能力的無(wú)機(jī)或有機(jī)化合物。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述粘合層的材質(zhì)選自聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、氨丙基三乙基硅氧烷（APTES）或有機(jī)硅粘合劑（例如主體為含有活性官能團(tuán)的二甲基硅氧烷聚合物）；優(yōu)選厚度為1-5μm。

所述聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的平均分子量為100000-5000000。

本發(fā)明中，粘合層是一類(lèi)用于改善相鄰膜層親和力的一類(lèi)物質(zhì)，也就是說(shuō)，當(dāng)相鄰膜層親和力足夠時(shí)，比如，抗干擾層材料含有一些有利于酶層吸附的基團(tuán)，可以不使用額外的粘合層。而本領(lǐng)域技術(shù)人員亦可根據(jù)不同抗干擾層和粘合層的性質(zhì)，調(diào)節(jié)獲得適當(dāng)厚度的粘合層。