[发明专利]一种基于螺环材料的胆固醇生物传感器的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物传感器的制备，尤其涉及一种基于螺环材料的胆固醇酶生物传感器的制备。

背景技术

胆固醇是一种可广泛存在于生物体的脂肪物质。它有助于构成细胞膜并保护哺乳动物细胞受到外来物质的破坏。健康人的血清总胆固醇水平应低于200 mgdL^-1(5.2mM)，高胆固醇水平会导致致命的疾病，如动脉粥样硬化、脑血栓形成、冠状动脉心脏病和心肌梗死，所以，分析开发一个高度敏感的胆固醇生物传感器，特别胆固醇浓度的检测，对临床诊断是很有意义的。

最近，为了满足病人的需要，胆固醇检测技术发展迅速。有许多方法可以用来检测血浆中的胆固醇，如荧光法，高效液相色谱法和电化学法。而电化学生物传感器因其成本低、快捷、方便引起了极大关注。越来越多的研究人员致力于制备特殊修饰的电极用于胆固醇的检测。

大部分胆固醇生物传感器是基于过氧化氢(H₂O₂)的电化学还原而制备的。例如，胆固醇氧化酶(ChOx)和辣根过氧化物酶被修饰在生物传感器上，进而催化产生过氧化氢和4-胆甾烯-3-酮即胆固醇的氧化还原产物。因此，在检测胆固醇时，提高酶活性是最具吸引力的。

羧甲基纤维素(CMC)是一种良好的成膜材料，并且生物分子可牢固的吸附于纤维素纤维上，从而固定。

螺环材料因其具有两个互相垂直的平面、无定形的性质和多个修改站点等性质而极具吸收力。螺环化合物不仅表现出显著的抗蛋白尿、抗肥胖、抗肿瘤特性，而且还可以应用于不对称催化、电化学传感器、耐火材料、发光材料、光伏电池等。

在过去的几十年里，螺环化合物因其优秀的发光和电学性能被用作蓝色磷光有机发光器件(PhOLEDs)的宿主材料。众所周知，制备好的电化学传感器的关键在于电极的电学性能。胆固醇传感器应具有空穴传输能力、无色散和双相载体运输等属性。近年来，标准的电化学技术，如循环伏安法(CV)，是决定生物材料有效性的准确方法。本专利的目的是提出一个新型的使用螺环化合物修饰的电极并用于胆固醇的检测。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供了一种基于螺环材料的胆固醇生物传感器的制备方法，结合电化学技术，利用有螺环材料合成简易、出色的电学性能和传感器制备简单等特性，获得工艺简单、低成本的胆固醇生物传感器的生产方式。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种基于螺环材料的胆固醇生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，取洗净的导电基底，在其基底层的导电面上均匀涂布介质层，再在相对湿度为30%-40%、温度为18℃-28℃下干燥得半成品，其中介质层由螺环材料与生物粘合剂材料按照体积比1：1-4混合后涂布而成；

步骤2，配制0.5-20mg· mL^-1的胆固醇氧化酶溶液，取2-7μL的胆固醇氧化酶溶液均匀涂布在介质层上，再在相对湿度为30%-40%、温度为18℃-28℃下干燥形成酶层，即完成生物传感器的制备。

作为制备方法改进的是，所述的螺环化合物为2-氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽](spiro[fluorene-9,9'-xanthene]-2-carbonitrile，CNSFX)、2,7-二氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽](spiro[fluorene-9,9'-xanthene]-2,7-dicarbonitrile，DCNSFX)、2'-氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽](spiro[fluorene-9,9'-xanthene]-2'-carbonitrile，2'-CNSFX)、2',7'-二氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽](spiro[fluorene-9,9'-xanthene]-2',7'-dicarbonitrile，2',7'-DCNSFX)、2,3',6',7-四氰基螺[芴-9,9'-氧杂蒽](2,3',6',7- tetracarbonitrilespiro[fluorene-9,9'-xanthene]，TTCNSFX)、2'-氰基螺[二苯并[c,h]氧杂蒽-7,9'-芴](2'- carbonitrilespiro[dibenzo[c,h]xanthene-7,9'-fluorene],CNSFDBX)、2',7'-二氰基螺[二苯并[c,h]氧杂蒽-7,9'-芴]( 2',7'- dicarbonitrilespiro[dibenzo[c,h]xanthene-7,9'-fluorene]，DCNSFDBX)，且结构式如下所示：