[发明专利]一种特异性识别葡萄糖的导电聚合物的制备方法及葡萄糖传感器

说明书

本发明公开了一种特异性识别葡萄糖的导电聚合物的制备方法及葡萄糖传感器,其采用将4‑羧基‑3‑氟苯硼酸作为葡萄糖识别分子，通过将其修饰至导电物的侧链来合成一种能够特异性识别葡萄糖的导电聚合物，其通过将吸电子型取代基(F元素)引入PBA的苯环以降低硼原子上电子密度，进而降低PBA的pKa值，导电聚合物能够与葡萄糖在生理pH值下形成稳定的硼酸酯，其识别灵敏度会更高。本发明的葡萄糖传感器通过将改性后的导电聚合物修饰至葡萄糖传感器的玻碳电极上，所修饰后的葡萄糖传感器能够在在生理pH条件下稳定使用，其能够实现无标记，非侵入，高灵敏度检测。

技术领域

本发明涉及电化学传感器技术领域，尤其涉及一种特异性识别葡萄糖的导电聚合物的制备方法及葡萄糖传感器。

背景技术

目前，应用最广泛的电化学葡萄糖传感器是基于葡萄糖氧化酶和葡萄糖之间的酶促反应的原理。但由于其易受酶活性引起的不稳定性影响，因此开发无酶葡萄糖传感器是当前的研究热点。其中利用苯硼酸替代酶作为葡萄糖识别分子的研究获得了广泛的关注。

但苯硼酸(PBA)与葡萄糖的有效络合需要硼原子进行sp3杂化(四面体阴离子，-B(OH)3-)，其只有在接近原始硼酸pKa的高pH值下才能有效地实现该杂化。但未修饰的PBA显示出相对较高的pKa值，约9，其在生理pH条件下仅有限比例的可与葡萄糖结合的四面体阴离子(-B(OH)3-)结构PBA，因此在生理pH条件下PBA对葡萄糖识别的灵敏性较差。但是，通过将吸电子型取代基引入PBA的苯环可降低硼原子上电子密度，从而降低PBA的pKa值，从而可提高其对葡萄糖识别的灵敏度，进而提高PBA葡萄糖传感器对葡萄糖检测的了灵敏度。

发明内容

因此，基于以上背景，本发明合成一种灵敏度高，识别稳定的特异性识别葡萄糖的导电聚合物。本发明还提供了一种葡萄糖传感器，其采用改性导电聚合物来对工作电极进行修饰，所修饰后的葡萄糖传感器能够在在生理pH条件下稳定使用，其能够实现无标记，非侵入，高灵敏度检测。

本发明的技术方案为：

一种特异性识别葡萄糖的导电聚合物的制备方法，其包括如下步骤：

S1：将EDOT-NH₂(胺甲基EDOT)、4-羧基-3-氟苯硼酸(FPBA)、甲醇按量加入至反应瓶中混合，在室温下搅拌10分钟；

S2：按量将催化剂加入至步骤S1的混合物中；

优选地，步骤S2中所加的催化剂为4-(4,6-二甲基三嗪-2-基)-4-甲基吗啉盐酸盐(DMT-MM)；

S3：将步骤S2中的混合物在室温下进行反应；

S4：待反应完全后，升温将甲醇进行蒸馏去除，将蒸馏后的反应液用二氯甲烷/甲醇洗脱液柱层析分离；

S5：将步骤S4洗脱后的反应液加热蒸馏去除溶剂后，蒸馏后的白色产物即为葡萄糖导电聚合物EDOT-FPBA。

进一步地，所述步骤S3中的反应时间为1.5h。

进一步地，所述步骤S4中的洗脱液柱的吸附剂为硅胶。

本发明还提供一种葡萄糖传感器，其采用上述制备的导电聚合物对工作电极表面进行修饰。

进一步地，其传感器系统的工作电极为玻碳电极，参比电极为Ag/AgCl，对电极为铂片。

进一步地，采用上述导电聚合物来对玻碳电极进行修饰的方法为：

1)将EDOT-FPBA水溶液、高氯酸钠水溶液混合到反应槽中，将连接电化学工作站的三电极插入至上述的混合液中；

2)在电压范围-0.6V-1.1V，扫描速率0.1V/s条件下进行10循环扫描以通过电聚合将葡萄糖导电聚合物修饰至玻碳电极表面。