[發明專利]一種單糖敏感型水凝膠及其制備方法

無效

• 申請號: 201410541848.5
• 申請日: 2014-10-15
• 公開（公告）號: CN104297429A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發明（設計）人: 高裕鋒;甄振鵬;郭劍雄;李海喬;余構彬;陳紅香
• 申請（專利權）人: 廣州甘蔗糖業研究所
• 主分類號: G01N33/00
• 分類號: G01N33/00;G01N33/66
• 代理公司: 廣州市一新專利商標事務所有限公司 44220
• 代理人: 唐弟

技術領域

本發明涉及單糖敏感材料，具體是一種對單糖敏感的水凝膠以及該水凝膠的制備方法。

背景技術

糖是生命體中重要的功能物質。糖的種類較多，其中單糖（葡萄糖、果糖、半乳糖、核糖等）與生命體新陳代謝過程密切相關，它可以作為能量傳遞物質，提供細胞生存所需的能量。在醫學診斷中，血糖（葡萄糖）濃度的變化可以反映人體的健康情況。此外，由于單糖普遍存在于各類食品中，其含量也可以反映這些食品品質。因此，開發新型的單糖檢測方法顯得尤為重要。

苯硼酸???????????????????????????????鳥嘌呤核苷。

單糖的檢測方法包括化學分析法、色譜法、酶法和化學傳感法等。其中，化學傳感法是近年來發展的前沿的分析方法，它利用傳感體系與分析物識別誘導信號變化達到檢測的目的。從單糖的分子結構出發，其結構的主要特征是具有多羥基基團。已有的研究表明，硼酸類化合物在水溶液中可以與鄰二羥基特異性結合，基于此原理，大量的硼酸類單糖傳感體系被設計開發出來，并利用熒光、紫外可見吸收、圓二色光譜或電化學等信號報告方式達到檢測的目的。

凝膠是指溶膠或溶液中的膠體粒子或高分子在一定條件下互相連接，形成空間網狀結構，結構空隙中充滿了作為分散介質的液體（在干凝膠中也可以是氣體，干凝膠也成為氣凝膠）。凝膠是一種特殊的分散體系，沒有流動性，內部常含有大量液體。將凝膠作為檢測傳感的載體具有以下兩個優點，一是由于凝膠體系是一個復雜的混合體，少量待測物的引入有可能引起整個凝膠體系的破壞，從而有利于實現信號的增強放大；二是采用凝膠作為載體可以直接實現檢測體系的器件化。

根據文獻報道，鳥嘌呤核苷水溶液在鉀離子存在時可以形成一種不穩定的凝膠，我們注意到鳥嘌呤核苷中含有可與苯硼酸結合的五元糖苷，因此，設計鳥嘌呤核苷、苯硼酸、鉀離子三元體系，鳥嘌呤核苷與苯硼酸結合后再與鉀離子作用形成形態更均一穩定的凝膠。當體系加入單糖時，由于單糖的競爭結合作用將苯硼酸從凝膠體系中釋放出來，從而造成凝膠的溶解，體系從凝膠向溶液轉化，進而達到單糖傳感的目的。

發明內容

本發明提出一種單糖敏感型水凝膠及其制備方法，其目的是依據鳥嘌呤核苷自組裝的原理和苯硼酸對單糖的識別作用，制備一種單糖敏感型水凝膠，應用于單糖檢測傳感器。

本發明的目的可通過以下技術方案實現：

一種單糖敏感型水凝膠，是包括鳥嘌呤核苷、苯硼酸、碳酸鉀或碳酸氫鉀的混合物，其特征在于：其摩爾比例為鳥嘌呤核苷：苯硼酸：碳酸鉀或碳酸氫?=?4：4：1~8，鳥嘌呤核苷和苯硼酸的濃度分別為25?~?40?mmol/L。

一種單糖敏感型水凝膠的制備方法，包括以下步驟：

步驟1）、配制摩爾濃度為10~50?mmol/L碳酸鉀或碳酸氫鉀緩沖液，使所述緩沖液的pH值為9.0~10.5；

步驟2）、分別稱取鳥嘌呤核苷和苯硼酸并加入到步驟1）的緩沖液中攪拌均勻，然后置于70?℃水浴中加熱使鳥嘌呤核苷和苯硼酸完全溶解得到混合溶液，混合溶液中鳥嘌呤核苷的摩爾濃度為25~?40mmol/L、苯硼酸的摩爾濃度為25?~?40mmol/L；

步驟3）、將步驟2）的混合溶液靜置冷卻至室溫，制得均一透明的單糖敏感型水凝膠。

本發明中，鳥嘌呤核苷在鉀離子的作用下形成的多層四配位的組裝形態（G-四鏈體），G-四鏈體是超分子自組裝研究的重要模型之一，鳥嘌呤核苷水溶液在鉀離子存在時可以形成一種不穩定的凝膠，再者，鳥嘌呤核苷中含有可與苯硼酸結合的五元糖苷，因此，設計鳥嘌呤核苷、苯硼酸、鉀離子三元體系，鳥嘌呤核苷與苯硼酸結合后再與鉀離子作用形成形態更均一穩定的凝膠。當體系加入單糖時，由于單糖的競爭結合作用將苯硼酸從凝膠體系中釋放出來，造成凝膠的溶解，體系從凝膠向溶液轉化，進而達到單糖傳感的目的。

本發明具有以下突出的實質性特點和顯著的進步：本發明首次利用鳥嘌呤核苷、苯硼酸混合制備透明均一的水凝膠，該水凝膠對單糖具有敏感性，可應用于單糖檢測傳感器。

附圖說明

圖1為鳥嘌呤核苷、苯硼酸、緩沖溶液形成的均一透明凝膠形貌圖。

圖2為凝膠溶解質量的百分比與果糖加入濃度的關系圖。

圖3為凝膠溶解質量的百分比與葡萄糖加入濃度的關系圖。

圖4為凝膠溶解質量的百分比與半乳糖加入濃度的關系圖。

圖5為凝膠溶解質量的百分比與核糖加入濃度的關系圖。

具體實施方式

實施例1