[发明专利]一种生物传感器电极及其制备方法和葡萄糖生物传感器

说明书

本申请提供了一种生物传感器电极，包括导电电极基材和设置在导电电极基材上的修饰层；修饰层包括生物酶和聚(N‑苯基甘氨酸)衍生物，生物酶和聚(N‑苯基甘氨酸)衍生物通过酰胺键连接；聚(N‑苯基甘氨酸)衍生物包括如式(Ⅰ)所示的结构单元A：该生物传感器电极具有良好的结构稳定性和生物相容性，将其作为葡萄糖生物传感器的工作电极时，可提高葡萄糖生物传感器的灵敏度、增强抗干扰性，降低检测限、增大浓度检测范围。本申请还提供了一种生物传感器电极的制备方法和葡萄糖生物传感器。

技术领域

本申请涉及电化学传感器技术领域，具体涉及一种生物传感器电极及其制备方法和葡萄糖生物传感器。

背景技术

糖尿病是一种由葡萄糖代谢紊乱引起的慢性疾病。对于糖尿病患者来说，血糖的检测对糖尿病的诊断、治疗和管理具有重要的意义。葡萄糖生物传感器是将酶固定在电极上形成生物传感器电极，利用酶的催化反应将体内血糖的浓度信息转变为电流信号，从而实现对血糖的检测。然而，目前现有的生物传感器电极仍存在着工作电位高，易受其它物质干扰，检测灵敏度低、结构稳定性差以及生物相容性差的问题。因此，有必要提供一种具有低工作电位，抗干扰性强、高灵敏度、良好稳定性和生物相容性的生物传感器电极，以实现对血糖灵敏而准确的检测。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种生物传感器电极，该生物传感器电极的工作电位低，具有良好的结构稳定性和生物相容性，将其作为葡萄糖生物传感器的工作电极时，可提高葡萄糖生物传感器的灵敏度、增强抗干扰性，降低检测限、增大浓度检测范围。本申请还提供了一种生物传感器电极的制备方法。

本申请第一方面提供了一种生物传感器电极，所述生物传感器电极包括导电电极基材和设置在所述导电电极基材上的修饰层；所述修饰层包括生物酶和聚(N-苯基甘氨酸)衍生物，所述生物酶和所述聚(N-苯基甘氨酸)衍生物通过酰胺键连接；所述聚(N-苯基甘氨酸)衍生物包括如式(Ⅰ)所示的结构单元A：

本申请的生物传感器电极在导电电极基材上设置修饰层，修饰层中的生物酶起到物质识别的作用，生物酶能够催化葡萄糖发生酶促反应，酶促反应过程会产生电活性物质，从而将葡萄糖的含量信息转变为电信号。修饰层中的聚(N-苯基甘氨酸)衍生物能够与生物酶形成酰胺键，从而固定生物酶，增强生物传感器电极的稳定性；并且聚(N-苯基甘氨酸)衍生物能够作为分子导线使电子在生物酶与导电电极基材之间传递，提高生物传感器电极的导电性；除此之外，聚(N-苯基甘氨酸)衍生物的结构中还含有联吡啶钌，联吡啶钌能够有效地降低生物传感器电极的工作电位，从而减少测量过程中其他物质的干扰，提高葡萄糖测量的准确性；最后，聚(N-苯基甘氨酸)衍生物还具有良好的生物相容性，有利于生物传感器电极在生物体中的应用。

可选地，所述聚(N-苯基甘氨酸)衍生物的聚合度为10-100。

可选地，所述结构单元A在所述聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中的摩尔占比为1％-3％。

可选地，所述生物酶包括葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶中的任意一种。

可选地，所述聚(N-苯基甘氨酸)衍生物与所述生物酶的质量比为1∶(0.1-10)。

可选地，所述生物传感器电极还包括保护层；所述保护层覆盖在所述修饰层表面。

可选地，所述保护层的材质包括Nafion、聚乙烯基吡啶、聚氨基甲酸酯和聚氨基甲酸酯改性材料中的一种或多种。

可选地，所述导电电极基材包括玻碳电极、金电极、银电极、铂电极、石墨电极或碳糊电极中的任意一种。

本申请第二方面提供了一种生物传感器电极的制备方法，包括以下步骤：

将聚(N-苯基甘氨酸)、三(2,2'-联吡啶)二氯化钌与第一溶剂混合，经络合反应后得到聚(N-苯基甘氨酸)衍生物；