[发明专利]一种检测血糖的电化学酶传感器装置及其制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种电化学酶传感器装置，具体涉及一种能消除电活性物质干扰的检测血糖的电化学酶传感器装置，本发明还涉及该的检测血糖的电化学酶传感器装置的制备方法。

背景技术

糖尿病是一种严重威胁人类健康的重大疾病，其病因是由于胰岛素的缺乏或高血糖引起的。诊断和控制糖尿病的有效方法是实时、可靠检测血糖的浓度。自从Clark和Lyons首次提出葡萄糖酶电极概念以来，人们针对酶电极展开了广泛的研究。最早的葡萄糖传感器主要是检测酶催化反应所产生的H₂O₂，通过检测释放的H₂O₂在阳极发生的电化学反应产生的电流信号对血糖进行检测。这类传感器主要受溶液中溶解氧浓度的影响。同时由于H₂O₂的氧化需要在较高的电位下氧化，受许多电活性物质的干扰。而后，人们开发了以介体为基础的第二代葡萄糖生物传感器。由于引入二茂铁衍生物、铁氰化物等具有良好电化学性质的电子传递介体，传感器具有较好的化学稳定性，因而得到了广泛的应用。但由于介体的氧化电位较高，血液中的一些电活性物质如抗坏血酸(AA)，尿酸(UA)和对乙酰基氨酚(ACP)等易在高电位下氧化，对检测结果产生干扰。通常的方法是在酶电极表面修饰一层选择性渗透膜，这种渗透膜能根据检测物与干扰物在粒径、电荷和极性等的区别，选择性地消除电活性物质的干扰。例如：UA和AA带负电荷，常选择Nafion阳离子交换膜来消除它们的影响。但由于选择性渗透膜在排除干扰物质的同时，葡萄糖的扩散也受到影响；且在检测实际样品时，常常需要采用多种高分子膜组合才能完全排除干扰，使得电极的制备很繁复。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是提供一种能有效消除血糖中电活性物质的干扰，且稳定性好，成本低，检测极限低的检测血糖的电化学酶传感器装置。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供该检测血糖的电化学酶传感器装置的制备方法。

为了解决上述第一个技术问题，本发明提供的检测血糖的电化学酶传感器装置，由四电极体系组成，由网状玻璃碳(RVC)电极作为第一工作电极，金电极为第二工作电极，玻碳电极为对电极，银/氯化银电极为参比电极，所述的网状玻璃碳电极通过铂丝与电化学工作站联接，所述的金电极的表面组装有11-二茂铁基十一烷基-1-硫醇/葡萄糖氧化酶的混单分子膜作为酶电极。

在制备RVC电极时，将RVC泡沫材料压缩为原体积的1/10后作为电极材料，以减少RVC电极的死体积，然后置入聚四氟乙烯圆筒中。两节聚四氟乙烯圆筒用O型环密封，用螺杆固定，以方便RVC材料的更换和冲洗。RVC电极通过铂丝与电化学工作站联接。

为了解决上述第二个技术问题，本发明采用的检测血糖的电化学酶传感器装置的方法，包括金电极(2)的制备，金电极表面组装11-二茂铁基十一烷基-1-硫醇(FcC₁₁SH)/葡萄糖氧化酶(GOD)的混单分子膜作为酶电极，具体通过以下步骤来完成：

(1)FcC₁₁SH/巯基丙酸(MPA)的组装：将金电极打磨干净，二次水冲洗，并用氮气吹干。然后将电极浸泡在60μL含有0.83mmol·L^-1FcC₁₁SH和4.mmol·L^-1MPA的DMSO中1h，然后转移到含有2.5mmol·L^-1MPA中的DMSO溶液中调整FcC₁₁SH在电极表面的比例为7-15％，用乙醇和二次水清洗，防止MPA的非特异性吸附；

(2)FcC₁₁SH/GOD在金电极表面的组装：将含7-15％FcC₁₁SH的Fc-C₁₁SH/MPA电极浸泡在含有75mmol·L^-11-(3-二甲氨丙基)-3-乙基碳二亚胺(EDC)和15mmol·L^-1N-羟基硫代琥珀酰亚胺(NHS)的磷酸缓冲溶液(PBS)中，反应0.5h后；二次水清洗电极，氮气吹干后，将电极浸泡在2mg·L^-1GOD的PBS缓冲溶液(pH 5.5)中反应12h，用PBS溶液清洗，置于PBS的缓冲溶液(pH 7.40)中，室温保存。