[发明专利]一种富氧抗干扰的葡萄糖电化学检测方法

说明书

本发明提供了一种富氧抗干扰的葡萄糖电化学检测方法，所述方法采用富氧电化学检测装置检测，所述的装置包括：三电极体系，所述的三电极体系包括一参比电极、一对电极和一工作电极，其中所述的工作电极为三相富氧电极，所述的三相富氧电极的第一表面与空气或氧气接触，第二表面与电解液接触；且所述的工作电极为阴极；且所述的三相富氧电极为表面修饰过氧化氢还原催化剂，且固定有待测物质相应的氧化酶的载体。所述方法抗干扰能力强，检测精确度好。

技术领域

本发明涉及富氧抗干扰的葡萄糖电化学检测方法，具体地，本发明是基于第一代葡萄糖酶电极，即使用氧气作为电子受体，通过检测酶促反应生成的过氧化氢的氧化还原电流来对葡萄糖进行电化学检测的方法的改进。

背景技术

糖尿病是世界性的公共健康问题，全球糖尿病患者数量已经超过3亿。因此对血糖的准确检测在临床医疗和日常监测中具有重要的意义。自从1962年以来，酶电极由于其方便快速有效的特点已经成为检测血糖的主要方法。其中第一代葡萄糖酶电极通过检测酶促反应所产生的过氧化氢的浓度，进而监测葡萄糖含量。这种方法使用的电子受体是天然的氧气，其电子传输速度比第二代葡萄糖酶电极所使用的人工电子媒介体得传输速度更快，并且绿色环保，没有毒性，成本较低。但是这种方法存在着一些缺点：

首先葡萄糖传感器响应信号受溶解氧含量的影响较大，当溶解氧的含量量不足时难以对高浓度的血糖进行测定，而且氧气浓度的波动同样会影响响应信号。

其次，检测过氧化氢的电极一般需要选择较高的工作电位，使用阳极氧化的方法进行检测，然而一些内源性还原物质(抗坏血酸、尿酸等)和还原性药物(对乙酰氨基酚、乙酰水杨酸等)等电化学活性物质同样容易在电极表面发生氧化，对电流信号产生严重干扰，这将会影响葡萄糖浓度的检测。

目前有报道提供了一些方法来解决氧气不足的问题。如在电极表面增加一层限制性扩散膜(聚氨酯、聚碳酸酯)，以提高氧气/葡萄糖的扩散比例，增加葡萄糖传感器的检测范围。但是这样会降低检测的灵敏度，延长响应时间。还有报道使用了富氧电极，用氧气溶解度较高的富氧材料如聚合物矿物油(Kel-F)为葡萄糖氧化酶提供额外的氧气。但是这种电极的检测上限只能达到约10毫摩尔葡萄糖，仍无法满足对高浓度葡萄糖测试的需求。另一种解决方法是使用第二代葡萄糖酶电极，即用人工合成的小分子化合物作为媒介体取代氧气，在酶的活性中心和电极表面传输电子。但是使用这种方法时，具有更高电子传输速度的氧气会与人工电子媒介体竞争电子，这将导致检测准确度低。并且与天然的氧气相比，使用人工电子媒介体的成本也更高。

针对还原物质的干扰问题，也有报道提出了解决方法，如在酶电极表面增加一层选择性透过莫以减少干扰物质扩散至电极表面，但是使用这种方法时膜的厚度的均一性不易控制，粘附力弱，这些会导致检测葡萄糖的可重复性差，并且会降低灵敏度。还有报道使用通过改进电极，在较低的工作电位下(+0.2V～0VvsAg/AgCl)检测过氧化氢，这样可以减少大多数电活性干扰物质在电极表面的氧化反应。但是在过氧化氢的氧化电位被降低的，同时，其他一些干扰物的氧化电位也会降低，这样无法完全避免干扰。如果能在负电位通过还原过氧化氢来检测葡萄糖就可以解决干扰问题。然而，使用阴极还原的方法来检测很难实现，因为在还原电位下，氧气同样会被还原并产生较强的还原电流，随着酶促反应的进行，溶液中的溶解氧的浓度会发生变化，随之产生的氧还原信号的波动会对过氧化氢的还原电流产生严重干扰，导致输出信号无法与葡萄糖浓度形成正比关系。