[发明专利]用于葡萄糖感测的含有纳米纤维膜的组合物及使用该组合物制备非酶葡萄糖生物传感器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于葡萄糖感测的组合物，所述组合物是将纳米纤维膜分散在有机溶剂(如丙酮)中制得的，所述纳米纤维膜是将含有主聚合物(如聚偏二氟乙烯、聚丙腈等)和具有胺和硼酸基团的功能聚合物(如聚氨基苯硼酸)的混合物进行电纺丝而制得。本发明还涉及一种基于电纺纳米纤维膜，用所述组合物制备非酶葡萄糖生物传感器的方法。

背景技术

糖尿病是一种因胰岛素不足导致的代谢障碍，表现为血糖浓度超出80-120mg/dL(4.4-6.6mM)的正常范围值[Ann.Intern.Med.2007，146，ITC1-15]。糖尿病可引起如神经病变、肾脏病变以及视网膜病变的并发症，这些并发症分别导致心脏病、肾衰或失明[Klonoff DC.Noninvasive blood glucose monitoring，Diabetes Care 1997；20：433-437]。因此，为了治疗糖尿病，对于糖尿病患者来说非常重要的是在一天中多次进行自我监测来控制他们的血糖水平。事实上，葡萄糖生物传感器约占全部生物传感器市场的85％。如此巨大的市场需求使得糖尿病成为用于发展新的生物传感设想的疾病模型。

用于葡萄糖分析的多种方法，包括电化学法、近红外光谱法、旋光法等已在文献中有报道[Yokowama，K.，Sode，K.，Tamiya，E.，Karube，I.Anal.Chim.Acta(1989)，218，137；Rabinovitch，B.，March，W.F.，Adams，R.L.Diabetes Care(1982)，5，254；G.M.，Moses，R.G.，Gan，I.E.T.，Blair，S.C.Diabetes Res.Clin.Pract.(1988)，4，177；D_Auria，S.，Dicesare，N.，Gryczynski，Z.，Gryczynski，I.；Rossi，M.；Lakowicz，J.R.Biochem.Biophys.Res.Commun.(2000)，274，727]。最常用的血糖测定技术是基于酶的方法。

电化学葡萄糖监测对于改善糖尿病患者的生活做出了很大的贡献。尽管在电化学葡萄糖生物传感器的发展上取得了令人印象深刻的进步，但是对于获得高度稳定的、无酶的以及可靠的葡萄糖监测装置仍存在许多挑战和障碍。近期的一篇综述对过去五十年的发展进行了总结[J.Wang，Chem.Rev.2008，108，814～825]。

通常，采用电化学生物传感器进行葡萄糖检测是基于过氧化氢的电化学氧化反应来实现的，过氧化氢是葡萄糖在阳极电位(＞+0.6V，相对于Ag/AgCl)进行酶催化的氧化反应而产生的[J.Wang，N.Naser，L.Anges，W.Hui，L.Chen，，Anal.Chem.64(1992)1285-1288]。然而，在此相对高的电位，可能存在来自于其它可氧化的物质的干扰，如抗坏血酸、尿酸和对乙酰氨基酚。基于葡萄糖氧化酶(GOx)的葡萄糖装置采用氧作为生理学上的电子受体，但是氧压的波动和氧的化学计量限制使这种装置产生误差。有关如何克服缺氧的策略很少[Wang，J.；Mo，J.W.；Li，S.F.；Porter，J.Anal.Chim.Acta(2001)，441，183；D′Costa，E.；Higgins，I.，Turner，A.P.Biosensors(1986)，2，71]。创新的方法学也已被应用于建立和修整GOx氧化还原中心和电极表面之间的电接触，从而提高电子传递[Pishko，M.V.，Katakis，I.，Lindquist，S.E.，Ye，L.，Gregg，B.A.，Heller，A.Angew.Chem.，Int.Ed.(1990)，29，82；Riklin，A.，Katz，E.，Willner，I.，Stocker，A.，Buckmann，A.F.Nature(1995)，376，672]。

最近，研究集中在除去介质和开发具有接近酶的氧化还原电位的低操作电位的无试剂葡萄糖生物传感器。在这种情况下，电子经由酶的活性位点直接从葡萄糖转移至电极。不存在介质是这种第三代生物传感器的最大优点，并且具有非常高的选择性(归功于很低的操作电位)。纳米技术的发展激发了纳米材料在生物分析化学中的应用。