[發明專利]一種用于多重檢測的電化學傳感器及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202211043145.0
• 申請日: 2022-08-29
• 公開（公告）號: CN115684307A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 張威;鄭安然;周連群;李超;郭振;李金澤;張芷齊;李傳宇;姚佳
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N27/48
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 李博洋

1.一種用于多重檢測的三電極體系電化學傳感器，其特征在于，所述三電極體系電化學傳感器包括基材；所述基材上印刷有導電軌道、參比電極、工作電極和對電極；所述導電軌道有三組，三組導電軌道的一端分別與參比電極、工作電極和對電極相連；所述參比電極、工作電極和對電極上從下至上依次修飾有GOD-HRP-CS-MB層、LOD-HRP-FMN層以及COD-CEH-HRP-β-CD層；所述GOD-HRP-CS-MB層的成分包含辣根過氧化物酶、亞甲藍、葡萄糖氧化酶和殼聚糖；所述LOD-HRP-FMN層的成分包含乳酸氧化酶和黃素單核甘酸；所述COD-CEH-HRP-β-CD層的成分包含β-環糊精、二茂鐵、膽固醇氧化酶、辣根過氧化物酶和膽固醇酯酶。

2.如權利要求1所述的三電極體系電化學傳感器，其特征在于，所述三電極體系電化學傳感器還包括親水層；所述親水層貼在基材印刷有導電軌道、參比電極、工作電極和對電極的一側，并且，所述親水層與工作電極相對應的位置上開設有進樣口。

3.如權利要求2所述的三電極體系電化學傳感器，其特征在于，所述三電極體系電化學傳感器還包括血細胞過濾膜；所述血細胞過濾膜夾設于基材和親水層之間，并且，所述血細胞過濾膜覆蓋進樣口。

4.如權利要求1～3任一項所述的三電極體系電化學傳感器，其特征在于，所述GOD-HRP-CS-MB層的成分還包含雙功能試劑；所述雙功能試劑為戊二醛、巰基聚乙二醇氨基、羧基聚乙二醇氨基或磷脂聚乙二醇生物素中的至少一種。

5.如權利要求1～4任一項所述的三電極體系電化學傳感器，其特征在于，所述COD-CEH-HRP-β-CD層的成分還包含NaOH。

6.一種制備權利要求1～5任一項所述的三電極體系電化學傳感器的方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

電極的制備：以聚對苯二甲酸乙二醇酯作為基材，將基材用去離子水和乙醇依次清洗后干燥，得到經預處理的基材；將石墨烯和碳油墨混合，得到GR-C油墨；將消泡劑和GR-C油墨混合，得到混合物；將混合物攪拌后，將攪拌好的介質從油墨中分離出來，得到GR-C導電漿料；在基材上使用銀導電漿料印刷導電軌道，使用GR-C導電漿料印刷工作電極，使用GR-C導電漿料印刷對電極，使用氯化銀導電漿料印刷參比電極，每次印刷后進行干燥；導電軌道、工作電極、對電極和參比電極印刷完成后，在基材的導電軌道、工作電極、對電極和參比電極上使用絕緣漿料印刷絕緣層，絕緣層印刷后進行干燥，得到待處理三電極體系電化學傳感器；

電極的GOD-HRP-CS-MB修飾：將辣根過氧化物酶溶解在雙功能試劑中，得到HRP-雙功能試劑溶液；將亞甲藍溶解在緩沖液中，得到MB溶液；將葡萄糖氧化酶和殼聚糖溶解在緩沖液中，得到GOD-CS溶液；將MB溶液和GOD-CS溶液混合后，先進行孵育，再進行超聲，得到GOD-HRP-CS-MB檢測液；將待處理三電極體系電化學傳感器浸入緩沖液中，通過循環伏安法掃描緩沖液中的待處理三電極體系電化學傳感器直到其參比電極、工作電極和對電極穩定后，將處理三電極體系電化學傳感器從緩沖液中取出，得到待修飾三電極體系電化學傳感器A；先將GOD-HRP-CS-MB檢測液滴到待修飾三電極體系電化學傳感器的參比電極、工作電極和對電極表面進行孵育，再將HRP-雙功能試劑溶液滴到待修飾三電極體系電化學傳感器A的參比電極、工作電極和對電極表面進行干燥，最后用去離子水沖洗待修飾三電極體系電化學傳感器A的參比電極、工作電極和對電極表面以達到修飾固定化，得到經GOD-HRP-CS-MB修飾三電極體系電化學傳感器；

電極的LOD-HRP-FMN修飾：將乳酸氧化酶和黃素單核甘酸溶解在緩沖液中后進行超聲，得到LOD-HRP-FMN檢測液；將經GOD-HRP-CS-MB修飾三電極體系電化學傳感器浸入緩沖液中，通過循環伏安法掃描緩沖液中的經GOD-HRP-CS-MB修飾三電極體系電化學傳感器直到其參比電極、工作電極和對電極穩定后，將經GOD-HRP-CS-MB修飾三電極體系電化學傳感器從緩沖液中取出，得到待修飾三電極體系電化學傳感器B；先將LOD-HRP-FMN檢測液滴到待修飾三電極體系電化學傳感器B的參比電極、工作電極和對電極表面進行孵育，再將HRP-雙功能試劑溶液滴到待修飾三電極體系電化學傳感器B的參比電極、工作電極和對電極表面進行干燥，最后用去離子水沖洗待修飾三電極體系電化學傳感器B的參比電極、工作電極和對電極表面以達到修飾固定化，得到經LOD-HRP-FMN修飾三電極體系電化學傳感器；

電極的COD-CEH-HRP-β-CD修飾：將β-環糊精溶解在NaOH溶液中，得到β-CD-Fc電子介質溶液；將二茂鐵加入β-CD-Fc電子介質溶液中進行攪拌后過濾取濾液，得到β-CD-Fc溶液；將膽固醇氧化酶、辣根過氧化物酶和膽固醇酯酶溶于緩沖液，得到COD-CEH-HRP溶液；將COD-CEH-HRP溶液和β-CD-Fc溶液混合后進行超聲，得到COD-CEH-HRP-β-CD檢測液；將經LOD-HRP-FMN修飾三電極體系電化學傳感器浸入緩沖液中，通過循環伏安法掃描緩沖液中的經LOD-HRP-FMN修飾三電極體系電化學傳感器直到其參比電極、工作電極和對電極穩定后，將經LOD-HRP-FMN修飾三電極體系電化學傳感器從緩沖液中取出，得到待修飾三電極體系電化學傳感器C；先將COD-CEH-HRP-β-CD檢測液滴到待修飾三電極體系電化學傳感器C的參比電極、工作電極和對電極表面進行孵育，再將HRP-雙功能試劑溶液滴到待修飾三電極體系電化學傳感器C的參比電極、工作電極和對電極表面進行干燥，最后用去離子水沖洗待修飾三電極體系電化學傳感器C的參比電極、工作電極和對電極表面以達到修飾固定化，得到經COD-CEH-HRP-β-CD修飾三電極體系電化學傳感器；

三電極體系電化學傳感器的制備：將親水材料、血細胞過濾膜與經COD-CEH-HRP-β-CD修飾三電極體系電化學傳感器用粘接材料鍵合并進行封裝，得到三電極體系電化學傳感器。