[发明专利]具有三维网络结构的聚合物膜的制备方法

说明书

本公开提供了一种具有三维网络结构的聚合物膜的制备方法，包括：准备天然高分子聚合物和合成高分子聚合物；将天然高分子聚合物和合成高分子聚合物混合形成混合物溶液；并且添加交联剂以使天然高分子聚合物和合成高分子聚合物形成三维网络结构，从而获得聚合物膜，其中，三维网络结构包含经由共价键交联而形成的化学交联网络和经由离子键交联而形成的物理交联网络，化学交联网络具有合成高分子聚合物之间的共价键交联和天然高分子聚合物与合成高分子聚合物之间的共价键交联，物理交联网络具有天然高分子聚合物之间的离子键交联。根据本公开能够提供一种抗拉伸性能和粘附性能良好的聚合物膜。

本申请是申请日为2020年05月29日、申请号为202010479527.2、发明名称为生物传感器用的聚合物膜及其制备方法的专利申请的分案申请。

技术领域

本公开大体涉及生物传感器领域，具体涉及一种具有三维网络结构的的聚合物膜的制备方法。

背景技术

生物传感器是将生物材料、生物衍生材料，或者生物仿生材料与光学、电化学、温度、压电、磁体、或者是微机械的物理化学传感器或传感微系统紧密结合的分析装置，其通常可以用来快速检测人体内某些特定化学物质，例如葡萄糖、尿素、尿酸以及一系列氨基酸化合物等。

以体内植入式电流传感器为例，工作电极通常包括以电极导电层直接接触的传感层、以及传感层最外层的膜层，例如对于葡萄糖传感器，电极最外层的膜用于控制到达传感层的葡萄糖浓度，使膜层内外葡萄糖浓度存在一个固定浓度差，进而使传感层在饱和之前能够检测较高的葡萄糖浓度，然而工作电极在植入体内的过程中通常会受到外力作用，并且长期在生理环境下浸泡，容易使工作电极上最外层的膜层出现损伤、开裂、剥落等问题，进而影响测试性能和生物安全性能。

发明内容

本公开有鉴于上述现有技术的状况而完成，其目的在于提供一种抗拉伸性能和粘附性能良好的生物传感器用的聚合物膜及其制备方法。

为此，本公开的一方面提供了一种生物传感器用的聚合物膜，其是由天然高分子聚合物和合成高分子聚合物经由多种交联方式而形成的具有三维网络结构的聚合物膜，所述三维网络结构包含经由共价键交联而形成的化学交联网络和经由离子键交联而形成的可逆的物理交联网络，所述化学交联网络具有所述合成高分子聚合物之间的共价键交联和所述天然高分子聚合物与所述合成高分子聚合物之间的共价键交联，所述物理交联网络具有所述天然高分子聚合物之间的离子键交联，其中，所述天然高分子聚合物和所述合成高分子聚合物均为亲水性聚合物，所述天然高分子聚合物为选自壳聚糖及其衍生物、海藻酸及其衍生物、透明质酸及其衍生物、纤维素及其衍生物中的至少一种。在本公开中，共价键交联形成的化学交联网络能够与离子键交联形成的可逆的物理交联网络协同作用以增强聚合物膜的抗拉伸性能，并通过天然高分子聚合物增加极性基团以提高聚合物膜的粘附性能。

另外，在本公开的一方面所涉及的聚合物膜中，可选地，在所述物理交联网络中，以金属离子作为动态交联点，所述金属离子为钙离子、镁离子、铝离子、铜离子、铁离子、钡离子、锌离子、钠离子中的至少一种。由此，能够有利于形成可逆的物理交联网络。

另外，在本公开的一方面所涉及的聚合物膜中，可选地，所述化学交联网络利用活性酯类、环氧化物类和硫酸盐中的至少一种以共价键交联而形成。由此，能够有利于形成共价键交联的化学交联网络。

另外，在本公开的一方面所涉及的聚合物膜中，可选地，所述天然高分子聚合物为选自壳聚糖、羧甲基壳聚糖、羟乙基壳聚糖、壳聚糖钠、海藻酸、海藻酸钠、透明质酸、透明质酸钠、纤维素、醋酸纤维素、羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的至少一种。由此，能够有利于物理交联网络的形成。