[发明专利]有序直立状多孔石墨烯在制备血糖试纸中的应用

说明书

一种有序直立状多孔石墨烯在制备血糖试纸中的应用，是指以有序直立状多孔石墨烯作为工作电极，酶液喷涂于工作电极上后，酶液中的葡萄糖脱氢酶被固定在石墨烯壁上，有良好的固定效果，导电介质的扩散距离短，反应速度快，增加了电极对葡萄反应的敏感性，并能有效地扩宽血糖试纸的测试范围，有利于测试电流传递，从而增大电流区分度，改善低浓度和高浓度血液样本的精密度值，测试浓度范围为0.5‑35mmol/L，精密度控制在2.5%以内，检测时间为5s，摄血量为1.0uL。

技术领域

本发明涉及一种血糖试纸，具体涉及一种有序直立状石墨烯多孔膜在制备血糖试纸中的应用。

背景技术

近年来，体外诊断生物传感器，尤其是葡萄糖生物传感器越来越受到人们的广泛关注，临床应用中具有重要的意义，特别是在监控人体血糖方面具有重要价值，因此，这类传感器的准确度要求非常高。

目前，血糖试纸主要采用碳电极和金电极作为导电基材，运用葡萄糖氧化酶或者葡萄糖脱氢酶进行血糖测试，简称血糖碳条和血糖金条，市面上，大部分血糖试条在测试低端浓度时准确度不够，或者测试人群有限，主要是由于血液红细胞压积、血液的干扰物质及导电基材造成的测试误差。目前，市面上有些血糖产品具备一定的抗压积干扰，压积范围在20-60％之间，压积超出部分测试准确度不够。例如，中国专利CN106770573A公开了一种葡萄糖传感器，其包括测试红细胞压积的测试电极，利用葡萄糖脱氢酶、三氯化六氨合钌进行血糖测试，一定程度上降低了红细胞压积的干扰，但是该专利并未指明红细胞压积的测试范围。

除了使用碳、金、铂作为试纸的导电基材外，石墨烯或掺杂石墨烯也是非常热门的导电材料。石墨烯是共价键合的sp2-杂化碳原子二维(2D)单层结构，其排列在六边形蜂窝网络中，具有很多优异的特性，如，很大的表面积、高导电性和强断裂应力，这些优异的特性使其成为很多科技领域中很好的材料。近年来，石墨烯在电化学生物传感器中的应用也得到了迅速发展。

宋英攀等的《石墨烯纳米复合材料在电化学生物传感器中的应用》(化学进展，2012年9月，24(9)：1665-1673)详细阐述了利用无机/有机纳米材料对石墨烯进行修饰，借助不同组分间的协调作用，改善石墨烯的电化学性质，为固定氧化酶对葡萄糖、胆固醇等成分的检测显示出了优异的灵敏度和选择性，但是这种修饰的石墨烯由于其物质掺杂会影响石墨烯本身结构的孔道无序和降低其生物相容性，不利于血糖电解液在其内部的扩散，扩大了反应活性中心的距离，降低了电子的传递速率，同时因其修饰工艺复杂，难以实现稳定的、大批量的原材料产业化，限制了其实际使用用途。

中国专利CN104977343B公开了一种基于石墨烯/介孔碳纳米复合材料的高效生物传感器及其制备方法，其是采用石墨烯/介孔碳纳米复合材料为工作电极，将其插入酶液中，吸附葡萄糖氧化酶，再将0.5％的Nafion层膜材料溶液喷涂到工作电极表面，完成酶的固载及电极修饰，制成生物传感器。通过这种复合材料作为酶的载体吸附，其吸附量和稳定性会存在差异，难以制成稳定的、无批间差的试纸条。

因此，石墨烯因其具有良好的导电性能及结构多样化，可应用于电化学生物传感器领域。目前石墨烯主要靠与物质掺杂修饰来实现其功能化，而利用石墨烯的特定结构在电化学生物传感器方面的应用还很少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述现有技术的不足，提供一种有序直立状多孔石墨烯在制备血糖试纸中的应用，利用石墨烯的有序直立状结构和多孔特点，构筑一种立体状电极，不仅使葡萄糖脱氢酶有良好的固定效果，还能缩短血糖扩散到电极表面的时间，增加试纸的灵敏度。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种有序直立状多孔石墨烯在制备血糖试纸中的应用，是指以有序直立状多孔石墨烯作为工作电极，酶液喷涂于工作电极上后，酶液中的葡萄糖脱氢酶被固定在石墨烯片壁上。