[发明专利]一种基于普鲁士蓝膜生物电极对葡萄糖的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于普鲁士蓝膜生物电极对葡萄糖的检测方法，属于发酵工业技术领域。

背景技术

葡萄糖是很多发酵产物的主要碳源，葡萄糖的调控必需符合菌种的代谢特点，防止出现因为葡萄糖浓度偏大或偏小的情况，即要严格控制其在发酵液中的浓度。在发酵前期，如果葡萄糖浓度太高，容易对菌体生长产生阻遏、抑制和限制作用；在发酵后期，如果葡萄糖浓度过低，则会限制菌体生长和产物合成。因此目前工业中常使用过程流加葡萄糖，辅助在线检测葡萄糖浓度，从而实现葡萄糖的稳定控制，取得良好的性结果。葡萄糖作为生物体内重要的供能物质，与人类的日常生活息息相关。对葡萄糖的检测，在食品工业中的质量监测、化工发酵过程的控制及糖尿病病情诊断有着重要的意义。葡萄糖的传统检测方法有光学法和电化学法。其中，电化学法中的酶电极法因具有高的灵敏度、优良的选择性和操作简便等优点受到广泛关注。近年来，酶生物传感器的研究得到了飞速的发展。普鲁士蓝(PB)是一种无机铁氰配位化合物，由于其优良的电化学可逆性、稳定性以及H₂O₂具有特异性的电催化活性，被誉为“人工过氧化物酶”。而H₂O₂是酶促反应中常见的产物之一，因此，PB薄膜被广泛应用于酶电化学生物传感器的构建。一种高灵敏度、低成本的葡萄糖生物传感器这个技术是基于在丝网印刷碳电极上，采用层层自组装法制备普鲁士蓝薄膜，同时基于戊二醛交联法在薄膜上固定葡萄糖氧化。

现有相似的技术是在基于电子传递的葡萄糖电化学生物传感器使用的酶墨不稳定、检测灵敏度缺陷而制备了一种用于葡萄糖检测的酶墨，它的方法是将不同浓度的葡萄糖加入检测装置，用线性伏安法进行测量，得到不同浓度的葡萄糖溶液的电流随电位变化的关系图，结合极化电阻的倒数与葡萄糖浓度间的标准曲线便可得到葡萄糖溶液的浓度。

发明内容

现有技术的所有缺点:目前检测葡萄糖的方法主要有高效液相色谱法、气相色谱法、分光光度法、近红外、电化学生物传感器等。其中，高效液相色谱法应用范围最为广阔，但其需要昂贵的大型仪器设备，且不便于携带；气相色谱法精度相对较高，但需对葡萄糖进行硅醚处理，操作复杂；分光光度法需加入显色剂，会污染葡萄糖溶液，操作过程比较繁琐，检测精度低。

为解决现有技术存在的缺陷，解决上述技术问题，本发明的目的是提出基于普鲁士蓝膜生物电极而设计的一种检测葡萄糖的方法，普鲁士蓝膜生物电极是属于电化学传感器，其具有线性检测范围宽、成本低、操作简便、灵敏度高等优点，在葡萄糖检测中具备很好的应用前景。

本发明是在一种基于普鲁士蓝膜生物电极的检测装置上而设计的一种检测方法，检测装置由样品池，蠕动泵，磁力搅拌器构成，把电磁学和化学很好的结合了起来，使用磁力搅拌器带动搅拌子旋转，使得加入的葡萄糖与培养液迅速均匀混合从而使得检测的葡萄糖更准确，也使得检测时间减短，通过蠕动泵来进样使得样品池的每次检测葡萄糖的时候液位是相同的，也使得测量准确。

本发明采用如下技术方案：一种基于普鲁士蓝膜生物电极对葡萄糖的检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤SS1：将普鲁士蓝膜生物电极的插入端插入样品池中，所述普鲁士蓝膜生物电极的插入端上设置有与葡萄糖反应的酶，普鲁士蓝膜生物电极的输出端电联接检测电路，进行样品池清洗；

步骤SS2：向样品池中加入定量已知浓度的葡萄糖溶液，检测电路的电流值稳定后，用来激活所述普鲁士蓝膜生物电极上的与葡萄糖反应的酶，再按照所述步骤SS1的方法进行样品池清洗；

步骤SS3：向样品池中加入定量已知浓度的葡萄糖溶液，检测电路的电流值稳定后进行高点标定，再按照所述步骤SS1的方法进行样品池清洗；

步骤SS4：向样品池中加入定量已知浓度的葡萄糖溶液，所述检测电路进行测试，检测电路的电流值稳定后，若测得葡萄糖溶液的浓度范围在所述已知浓度的95％～105％以内，判定高点标定成功，按照步骤SS1的方法进行样品池清洗，并转入步骤SS6；否则继续判断测试次数是否超过三次，若没有则转入步骤SS3，否则更换普鲁士蓝膜生物电极，按照步骤SS1的方法进行样品池清洗；

步骤SS5：不向样品池中注入葡萄糖溶液，检测电路的电流值稳定后进行低点标定；

步骤SS6：向样品池中加入定量未知的葡萄糖溶液，待检测电路的电流值稳定后，所述检测电路显示浓度则为待测葡萄糖溶液的浓度；

步骤SS7：每次检测未知的葡萄糖溶液前就按照步骤SS1的方法进行样品池清洗一次。