[發明專利]一種敏感電極、其制備方法以及使用它的生物傳感器及其應用

在審

• 申請號: 201811378399.1
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109540989A
• 公開（公告）日: 2019-03-29
• 發明（設計）人: 陳應莊;董瑛;王曉浩;張旻;錢翔
• 申請（專利權）人: 清華-伯克利深圳學院籌備辦公室
• 主分類號: G01N27/30
• 分類號: G01N27/30
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

本發明提供了一種敏感電極、其制備方法以及使用它的生物傳感器及其應用；所述敏感電極包括電極和沉淀在電極表面的氧化物以及包載在氧化物表面的金屬卟啉配合物；所述敏感電極通過在電極上沉淀和包載二氧化鈦和金屬卟啉配合物，可以增加敏感電極的傳感效果、檢測靈敏度以及催化活性；制備的敏感電極不會消解電極底物，可以增加敏感電極的長效性；敏感電極的制備方法簡單，原料易得，價格低廉，可用于工業化生產；以制備的敏感電極為工作電極應用于生物傳感器中，通過將化學信號轉化為電信號，可用于對皮質醇進行實時監測，從而評估人體應激系統的連續性變化規律。

技術領域

本發明屬于生物傳感器領域，涉及一種敏感電極、其制備方法以及使用它的生物傳感器及其應用。

背景技術

皮質醇是動物體內重要的應激激素，被稱為“壓力荷爾蒙”，主要通過機體HPA軸(下丘腦-垂體-腎上腺軸)進行分泌調節。其變化水平可以表征機體的應激反應系統的適應性，如在人員任務訓練等活動中，皮質醇的動態性變化能評估參與者的心理應激響應水平。

傳統對皮質醇的檢測一般是通過抗體識別探針來實現其濃度的測定，也有方案提出基于適配體等作為探針，然而，這類基于親和力的分析測定技術存在著許多限制其商業化的挑戰。且一般是基于“一次性檢測”。難以實現對皮質醇的持續監測。

CN105606679A公開了一種基于穩定氧化鋯和ZnNb₂O₆為敏感電極的高靈敏乙醇傳感器及制備方法，屬于氣體傳感器技術領域，其主要用于大氣環境的檢測。傳感器依次由帶有Pt加熱電極的Al₂O₃陶瓷板、YSZ基板、Pt參考電極和NiNb₂O₆敏感電極組成。參考電極和敏感電極彼此分立且對稱地制備在YSZ基板上表面的兩端，YSZ基板下表面與帶有Pt加熱電極的Al₂O₃陶瓷板粘結在一起。該發明制備的傳感器主要用于大氣環境的檢測，并未公開可以用于皮質醇的檢測。

CN107576624A公開了一種唾液中皮質醇的檢測方法，包括樣品的處理、樣品的準備、濃縮、稀釋、顯色和測定步驟，測試前30min將樣品于20～30℃的條件下解凍，然后用離心機離心，再通過納米羥基磷灰石改性的氧化石墨烯/聚偏氯乙烯復合微濾膜過濾；該發明提供的皮質醇的檢測方法為一次性檢測，不能用于實時監測。

CN104048940A提供了一種生豬血液中皮質醇含量的近紅外快速檢測方法，包括步驟：1)采集血液樣品，離心后對血清進行近紅外光譜數據信息采集；同時用試劑盒檢測皮質醇；2)將近紅外光譜數據信息與試劑盒測得的皮質醇化學測定值一一對應建立樣品集，確定針對生豬血液皮質醇的最佳近紅外光譜數據信息預處理方法和最佳預測模型；3)利用最佳近紅外光譜數據信息預處理方法和最佳預測模型，對待測生豬血液樣品的皮質醇進行檢測。該方法具有檢測時間短、檢測速度快、省時、省人力的優點，但是無法進行實時監測。

因此，開發一種可實時監測皮質醇的檢測方法非常有必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種敏感電極、其制備方法以及使用它的生物傳感器及其應用，所述生物傳感器可用于實時監測皮質醇的濃度，從而評估人體應激系統的連續性變化規律。

為達到此發明目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的目的之一在于提供一種敏感電極，所述敏感電極包括電極和沉淀在電極表面的氧化物以及包載在氧化物表面的金屬卟啉配合物。

本發明所述的敏感電極具有較好的靈敏度和傳感效果，對電流的變化具有較好的響應性，通過構建電流和濃度的關系，可以用于檢測濃度的變化。

在本發明中，所述氧化物為二氧化鈦。