[發明專利]一種基于鈷基金屬有機框架無酶葡萄糖傳感器檢測葡萄糖的方法

有效

• 申請號: 202010400976.3
• 申請日: 2020-05-13
• 公開（公告）號: CN111537589B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 林猛;張利軍;王南;曹鵬飛
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01N27/416
• 分類號: G01N27/416;G01N27/30;G01N1/34
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

本發明涉及一種基于鈷基金屬有機框架無酶葡萄糖傳感器檢測葡萄糖的方法，該方法采用鈷基金屬有機框架無酶葡萄糖傳感器進行，該方法包括：1)將鈷基金屬有機框架無酶葡萄糖傳感器作為工作電極，建立三電極系統，2)根據葡萄糖濃度對應的電流響應值擬合繪制校準曲線；3)測定待測溶液中的葡萄糖的含量。本發明基于鈷基金屬有機框架無酶葡萄糖傳感器，采用電化學工作站和三電極體系來進行，利用計時電流法實現了對于葡萄糖的快速準確的檢測。檢測方法檢測速度快，5s即可達到穩態電流，操作簡便。檢測限低(1.6μM)，線性范圍寬(5?900μM)，不受溫度及pH的影響，檢測范圍廣，靈敏度可達169μA·mM^?1·cm^?2。

技術領域

本發明涉及一種基于鈷基金屬有機框架無酶葡萄糖傳感器檢測葡萄糖的方法，屬于葡萄糖檢測領域。

背景技術

糖尿病的發病率逐漸增加，并且已經成為嚴重威脅人類健康的慢性疾病之一。因此，早期的糖尿病預防和診斷已引起廣泛關注。人體血液中的葡萄糖水平是糖尿病的重要指標，因此準確、快速地監測葡萄糖水平至關重要。目前已有多種方法用于葡萄糖檢測，例如熒光光譜法，高效液相色譜法，氣相色譜法和比色法。然而，這些方法需要復雜的設備和高成本，因此通常難以商業化。電化學葡萄糖傳感器由于較低成本和快速操作等優點，正在被廣泛地研究。酶基葡萄糖電化學傳感器雖然具有較高的專一性和靈敏性，但是由于酶非常容易受到溫度及pH的影響從而失去活性，進而影響檢測的穩定性和重現性。而無酶葡萄糖電化學傳感器除了避免了以上缺點，還具有線性范圍寬、檢測限低、響應速度快、成本低等眾多優點。

如中國專利文獻CN109030599A公開了一種葡萄糖氧化酶傳感器的制備方法及其對葡萄糖的檢測，本發明葡萄糖氧化酶傳感器的制備方法包括(1)合成金納米粒子；(2)制得納米金修飾的玻碳電極；(3)制得鐵氰化鈷/金納米粒子修飾玻碳電極；(4)制得金納米粒子/鐵氰化鈷/金納米粒子修飾玻碳電極；(5)制得葡萄糖氧化酶傳感器。本發明葡萄糖氧化酶傳感器對葡萄糖的檢測方法，本發明以固定化的鐵氰化鈷來催化還原過氧化氫，可以快速、靈敏地檢測葡萄糖。本發明只需要氧化酶分子，可以實現對其它底物的檢測。本發明適用于酶傳感器法測定葡萄糖。

如中國專利文獻CN105866226A公開了一種葡萄糖氧化酶生物傳感器的制備及使用方法，碳氈電極檢測端表面固定葡萄糖氧化酶與有機染料的混合物，制成葡萄糖氧化酶生物傳感器；將葡萄糖氧化酶生物傳感器作為工作電極，銀/氯化銀電極作為參比電極，鉑電極作為對電極，建立三電極系統，并將三電極系統與電化學工作站連接；將工作電極的檢測端置于待測溶液中，通過電化學工作站檢測出待測溶液中電子傳遞介體的氧化電流的大小，然后根據底物濃度與檢測電流的校正曲線，測定待測溶液中的葡萄糖的含量。

以上葡萄糖的檢測均依賴于氧化酶分子，容易受到溫度及pH的影響，檢測具有局限性。

無酶檢測可以克服上述缺陷，但現有的無酶檢測準確度低、成本高，如中國專利文獻CN104237340B公開了一種基于石墨烯/納米金改性電極(Gr-Au/GC)的無酶電化學傳感器，并用于檢測葡萄糖含量。本發明采用氯金酸(HAuCl₄)和石墨烯(Gr)來制備改性電極，制備出一種對葡萄糖的氧化具有非常高活性的改性電極，改性電極中高度分散的納米顆粒為電催化反應提供大的表面積，提高了檢測的靈敏度、加快了電子轉移速率、增強了對葡萄糖的分析性能。但是由于使用貴金屬金來制備電化學傳感器，實施成本較高，進一步的商業化應用面臨難題。

金屬有機框架材料由于比表面積大，有序的晶體結構和可調的孔尺寸，被廣泛的應用于催化，氣體吸附與分離，藥物傳輸等領域。但是由于其導電性較差，通常需要對其進行其他的處理。目前，直接將金屬有機框架材料應用于電化學傳感器的報道還較少。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種基于鈷基金屬有機框架無酶葡萄糖傳感器檢測葡萄糖的方法。

為解決以上問題，本發明是通過以下技術方案實現的：