[发明专利]一种葡萄糖氧化酶纳米胶囊传感器及其制备和应用

权利要求书

1.一种生物传感器，其特征在于，所述生物传感器使用酶纳米胶囊作为酶电极生物识别分子或者作为酶电极生物识别元件的一部分；

所述酶纳米胶囊的制备采用原位自由基聚合方法，第一步，在酶的缓冲盐水溶液或有机溶剂中，通过吸附、共价交联方式将带双键的有机分子单体固定到酶分子表面使酶成为带聚合基团的酶单分子，第二步，加入至少一种带双键的有机单体分子和/或带两个双键的有机单体分子交联剂，最后加入四甲基乙二胺和过氧化物引发剂在室温或低温下引发原位自由基聚合反应，使反应产生的聚合物在酶分子表面形成一薄层网状聚合物形成酶纳米胶囊；

所述酶纳米胶囊为酶单分子纳米胶囊或酶多分子纳米胶囊；所述酶纳米胶囊的尺寸小于100nm；所述酶纳米胶囊包含至少一个酶分子作为内核或者作为内核的一部分；所述内核外面包裹了一层网状的聚合物薄膜作为外壳；所述聚合物薄膜的厚度为0 .1nm～100nm，所述聚合物薄膜为单体或聚合物通过共价方式形成；所述单体或聚合物含有羧基、氨基、正电荷、负电荷或双键基团中至少一种。

2.根据权利要求1所述的生物传感器，其特征在于，所述酶纳米胶囊为葡萄糖氧化酶纳米胶囊。

3.根据权利要求1所述的生物传感器，其特征在于，所述过氧化物引发剂为过硫酸铵。

4.一种权利要求2所述传感器的制备方法，其特征在于，所述生物传感器的制备方法包括两个：

方法一：将电极增敏材料和电极成膜材料与超纯水混合，得到混合溶液，然后将所述混合溶液滴加、浇注或打印到电极的表面上，干燥，得到传感器前体；最后，将葡萄糖氧化酶纳米胶囊溶液滴加、打印或浇注到所述传感器前体上，干燥，得到所述生物传感器；所述混合溶液中电极增敏材料和电极成膜材料的浓度均为0.05～20mg mL^-1；所述混合溶液的滴加量为0.1～3μL mm^-2；所述葡萄糖氧化酶纳米胶囊溶液的浓度为0.1～30mg mL^-1；所述葡萄糖氧化酶纳米胶囊溶液在传感器前体上的滴加、打印或浇注量为0.1～3μLmm^-2；

方法二：将电极增敏材料、电极成膜材料、葡萄糖氧化酶纳米胶囊与超纯水混合，得到混合溶液，然后将所述混合溶液滴加、打印或浇注到所述电极的表面上，干燥，得到所述生物传感器；所述混合溶液中，电极增敏材料和电极成膜材料的浓度均为0.0～20mg mL^-1；所述混合溶液中葡萄糖氧化酶纳米胶囊的浓度为0.1～30mg mL^-1；所述混合溶液的滴加量为0.1～3μL mm^-2；

所述电极增敏材料为碳纳米材料、石墨粉、惰性金属纳米材料、过渡金属氧化物纳米材料或包含上述任一材料的复合材料；

所述电极成膜材料为壳聚糖、明胶、蚕丝蛋白、海藻酸钠、Nafion乳液、硅的溶胶-凝胶或导电胶。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法一和方法二中的混合溶液还包括助溶剂，所述混合溶液中，助溶剂与水的体积比为0:100～100:0；所述助溶剂为二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙醇、亲水性表面活性剂或亲水性离子液体。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述方法一混合溶液中的电极增敏材料和电极成膜材料的浓度均为2mg mL^-1，方法一中所述葡萄糖氧化酶纳米胶囊溶液的浓度均为10mg mL^-1；所述方法二混合溶液中的电极增敏材料和电极成膜材料的浓度均为2mgmL^-1，方法二混合溶液中葡萄糖氧化酶纳米胶囊的浓度为5mg mL^-1。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述滴加混合溶液的电极表面经过抛光处理和/或清洗处理，然后干燥以获得干净的电极表面备用。

8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述电极为玻碳电极、惰性金属电极、导电玻璃电极、石墨电极、丝网印刷电极、试纸电极、柔性电极；所述金属电极为金属金、铂或银电极。