[發(fā)明專利]基于表面重建螺旋型鉑銥酶電極的葡萄糖生物傳感器及其制備螺旋型鉑銥酶電極的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710353807.7
• 申請(qǐng)日: 2017-05-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108956733A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱志剛;潘帥;李嶄虹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海第二工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N27/327
• 分類號(hào): G01N27/327;G01N27/26
• 代理公司: 上海天翔知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31224
• 代理人: 劉粉寶

本發(fā)明提供了基于表面重建螺旋型鉑銥酶電極的葡萄糖生物傳感器及其制備螺旋型鉑銥酶電極的方法，所述葡萄糖生物傳感器以表面重建螺旋型鉑銥酶電極為工作電極，其中，所述鉑銥酶電極包括緊密盤繞的鉑銥線圈，所述鉑銥線圈表面沉積有花瓣?duì)畹你K納米粒子并且涂覆有葡萄糖氧化酶膜和環(huán)氧聚氨酯半透膜，所述葡萄糖氧化酶膜包括戊二醛、葡萄糖氧化酶和牛血清蛋白；所述環(huán)氧聚氨酯半透膜包括四氫呋喃、聚氨酯和雙組份環(huán)氧膠黏劑。本發(fā)明中的表面重建螺旋型鉑銥酶電極的葡萄糖生物傳感器，相對(duì)于裸鉑銥酶電極傳感器，明顯提升對(duì)葡萄糖溶液計(jì)時(shí)電流檢測(cè)的靈敏度和檢測(cè)線性范圍，傳感器同時(shí)具有良好的穩(wěn)定性和選擇性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)，涉及一種基于表面重建螺旋型鉑銥酶電極的葡萄糖生物傳感器及其制備表面重建螺旋型鉑銥酶電極的方法。

背景技術(shù)

糖尿病是一種引起人體血糖水平異常升高的臨床慢性疾病，它會(huì)誘發(fā)高血壓、心血管、腎衰竭、手足壞死、神經(jīng)紊亂等多種病癥，對(duì)人的生命健康有極大危害。據(jù)世衛(wèi)組織統(tǒng)計(jì)，全世界范圍內(nèi)每年有400萬(wàn)人直接或間接由糖尿病導(dǎo)致死亡，所以針對(duì)糖尿病患者血糖值應(yīng)該嚴(yán)格有效的監(jiān)控以避免一系列的并發(fā)癥發(fā)生造成生命危險(xiǎn)。葡萄糖生物傳感器作為臨床診斷糖尿病的重要手段，在全世界擁有著廣泛的市場(chǎng)，每年的銷量超過(guò) 100億美金，并且逐年增長(zhǎng)。

目前，國(guó)際市場(chǎng)上，美國(guó)的美敦力公司、德康公司和雅培公司，包括國(guó)內(nèi)浙江湖州圣美迪諾公司均已推出了自己的動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)儀，但是它們普遍的工作壽命均不超過(guò)72h，這主要是由于目前市面上的動(dòng)態(tài)血糖監(jiān)測(cè)儀工作電極的設(shè)計(jì)為了減少器件植入后機(jī)體的防御和排斥反應(yīng)，大多采用針式電極，葡萄糖氧化酶只能薄薄地沉積在管壁周圍，擔(dān)載的酶量極少，極易脫落，并且電極表面活性反應(yīng)面積很小，導(dǎo)致此類傳感器壽命小于一周。

因此，有必要開(kāi)發(fā)一種響應(yīng)電流高，穩(wěn)定性、選擇性好的可植入式葡萄糖生物傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于表面重建螺旋型鉑銥電極的葡萄糖生物傳感器。使用螺旋型鉑銥電極作為葡萄糖生物傳感器的工作電極，相比較于針式電極可以擔(dān)載更多葡萄糖氧化酶。對(duì)螺旋型鉑銥電極表面進(jìn)行化學(xué)腐蝕和沉積鉑納米粒子，前者可以增加電極表面酶附著位點(diǎn)和活性反應(yīng)面積，后者由于控制鉑納米粒子的沉積液的組成、溫度、 pH值和沉積時(shí)間，能夠形成由片狀納米鉑粒子組合成花瓣?duì)畹奶厥庑蚊玻鶆虻胤植荚诒桓g過(guò)的螺旋型鉑銥電極的表面，顯著增加了電極電化學(xué)活性表面積，并且對(duì)氧化酶催化葡萄糖生成的中間產(chǎn)物過(guò)氧化氫(H₂O₂)具有較好的電催化活性，能夠有效地提高計(jì)時(shí)電流法對(duì)葡萄糖檢測(cè)的靈敏度和檢測(cè)線性范圍，為長(zhǎng)效植入式器件開(kāi)發(fā)提供一種可行方案。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明提供了基于表面重建螺旋型鉑銥酶電極的葡萄糖生物傳感器，所述葡萄糖生物傳感器以表面重建螺旋型鉑銥酶電極為工作電極，所述鉑銥酶電極包括緊密盤繞的鉑銥線圈，所述鉑銥線圈表面沉積有花瓣?duì)畹你K納米粒子并且涂覆有葡萄糖氧化酶膜和環(huán)氧聚氨酯半透膜，

所述葡萄糖氧化酶膜包括戊二醛、葡萄糖氧化酶和牛血清蛋白；

所述環(huán)氧聚氨酯半透膜包括四氫呋喃、聚氨酯和雙組份環(huán)氧膠黏劑。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案中，所述花瓣?duì)钽K納米粒子的粒徑為100-500nm。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案中，所述鉑銥線圈是經(jīng)過(guò)酸處理的，其中所述酸是王水、濃鹽酸或濃硫酸中的一種或其組合。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案中，鉑銥線圈使用恒電位法進(jìn)行沉積，沉積液溫度為30– 70℃，pH值為4-7，在電極表面沉積鉑納米粒子時(shí)間為5-25min，沉積液為氯鉑酸和電解質(zhì)液的混合溶液，電解質(zhì)液為硫酸、鹽酸或氯化鉀。

在本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施方案中，所述環(huán)氧聚氨酯半透膜進(jìn)一步包括雙組份環(huán)氧膠黏劑。