检测葡萄糖含量的装置及方法与流程

本发明属于分析检测，具体地说，本发明涉及一种检测葡萄糖含量的装置及方法。

背景技术：

1、葡萄糖在食品安全、化工生产、临床医学等领域具有广泛的应用，对其准确检测具有重要意义。当前酶电极传感器检测方法是葡萄糖检测的主要方法。其一般原理是样本中的葡萄糖在酶膜里面的葡萄糖氧化酶催化作用下，生成葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢在恒电位下产生电流信号，该电流信号可与样本中的葡萄糖浓度在一定范围内成线性关系。

2、第一代传感器中，天然氧气作为电子受体参与电子传递是酶反应的必要步骤，这就导致了氧气不足以及氧气含量波动对传感器检测范围以及检测稳定性的削弱。同时这种检测体系往往需要一个较大的恒电压(0.4v-0.6vvsag/agcl)才能产生理想的电流信号，此电压也可使样本中的电化学活性物质(抗坏血酸、尿酸等)在电极表面产生氧化，使得测试结果大于实际值。

3、第二代传感器为了弥补这种缺陷在酶电极中引入了人工电子介体的方法学，这种人工电子介体包括三氯化六铵合钌(ru(nh3)6cl3)，2,2′-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐(abts)、铁氰化钾k3[fe(cn)6]、二茂铁及其衍生物等可替代氧气在酶活性中心与电极表面传递电子，相较于一代传感器具有更高的检测范围和抗干扰性。然而这些电子介体在酶电极中的改性作用一般难以稳定持续：对于可溶性小分子电子介体(如铁氰化钾)很容易随着样本液流动而流失，对其的固定化也成为额外的技术难题；对于不溶性(如二茂铁)或微溶性电子介体较难直接与水溶性的酶建立联系，如使用有机试剂作为此类电子介体的溶剂，电子媒介在极性作用下可能在电极表面分布不均匀，额外的膜层也会降低电子传递的效率。因此，这种将电子媒介直接引入酶电极上的方法，由于分子的流失或者电子媒介膜层缓慢的变化导致的性能变化，使得传感器很难获得长期稳定一致的灵敏度。

4、另外，一般传感器在连续测试过程中，由于膜层亲疏水性的变化或者表面微凝块的形成容易导致传感器基线恢复比较缓慢，或样本电流的持续衰减，可以使用时间函数进行校正，但使用校正的方法对传感器膜层的一致性要求很高，额外的精度控制造成了更高的工艺成本。

5、因此，有必要提供一种具有长期稳定一致灵敏度的葡萄糖含量的检测装置。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的之一是提供一种检测葡萄糖含量的装置，利用该装置检测葡萄糖含量时，有更高的灵敏度，且灵敏度可以在较长时间内保持稳定。

2、实现上述发明目的的具体技术方案包括如下：

3、一种检测葡萄糖含量的装置，该装置包括：酶传感器电极，以及电子媒介。

4、在其中一些实施例中，所述电子媒介为ru(nh3)6cl3、铁氰化钾、二茂铁甲醇或abts溶液。

5、在其中一些实施例中，所述电子媒介的浓度为0.25wt％～0.35wt％。

6、在其中一些实施例中，所述电子媒介的浓度为0.28wt％～0.32wt％。

7、在其中一些实施例中，所述电子媒介的浓度为0.29wt％～0.31wt％。

8、在其中一些实施例中，所述电子媒介为浓度0.29wt％～0.31wt％的ru(nh3)6cl3溶液。

9、在其中一些实施例中，所述检测葡萄糖含量的装置，该装置还包括自动化进样装置、参比试剂、pt电极和ag/agcl电极。

10、在其中一些实施例中，所述参比试剂为浓度0.05wt％～2.5wt％的氯化钾、氯化钠或氯化银。

11、在其中一些实施例中，所述酶传感器电极为表面涂覆有酶液的电极丝，所述酶液为包括1wt％～5wt％葡萄糖氧化酶、1wt％～5wt％酶保护剂、0.1wt％～5wt％交联剂、0.1wt％～5wt％阳离子导电共聚物的hepes缓冲液，ph5.0～6.5。

12、在其中一些实施例中，所述酶保护剂为牛血清白蛋白；所述交联剂为戊二醛或丙二醛；所述阳离子导电共聚物为聚二烯丙基二甲基氯化铵或聚乙烯亚胺；所述电极丝的材料为金、铂或银。

13、本发明还提供了上述检测葡萄糖含量的装置的制备方法，包括以下步骤：

14、(1)、在hepes缓冲液中依次加入阳离子导电共聚物、酶保护剂、葡萄糖氧化酶和交联剂，得到酶液；

15、(2)、将步骤(1)的酶液涂覆至电极丝上，烘干即得酶传感器电极；

16、(3)、配制浓度为0.25wt％～0.35wt％的电子媒介，灌包，即得。

17、本发明还提供了一种检测葡萄糖含量的方法，使用上述检测装置，包括以下步骤：将电子媒介和待测样本加入测试通道，通过酶传感器电极在恒电位下进行测试。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

19、本发明的检测葡萄糖含量的装置中，通过将电子媒介独立外置于酶传感器电极外，并且对电子媒介的浓度进行了优化筛选，在此构思下，本发明的检测葡萄糖含量的装置避免了将电子媒介直接添加在酶电极中的不稳定状态，可以定量控制电子媒介的添加量，从而保证每一次样本测试时都有几乎等量的电子媒介促进作用，使得酶传感器在较长时期内具有较为一致的灵敏度，且在连续的测试中响应信号没有衰减。

技术特征：

1.一种检测葡萄糖含量的装置，其特征在于，该装置包括：酶传感器电极，以及电子媒介。

2.根据权利要求1所述的检测葡萄糖含量的装置，其特征在于，所述电子媒介为ru(nh3)6cl3、铁氰化钾、二茂铁甲醇或abts溶液。

3.根据权利要求1所述的检测葡萄糖含量的装置，其特征在于，所述电子媒介的浓度为0.25wt％～0.35wt％。

4.根据权利要求3所述的检测葡萄糖含量的装置，其特征在于，所述电子媒介的浓度为0.28wt％～0.32wt％。

5.根据权利要求1～4任一项所述的检测葡萄糖含量的装置，其特征在于，所述电子媒介为浓度0.29wt％～0.31wt％的ru(nh3)6cl3溶液。

6.根据权利要求1～4任一项所述的检测葡萄糖含量的装置，其特征在于，所述检测葡萄糖含量的装置还包括自动化进样装置、参比试剂、测试通道、pt电极和ag/agcl电极；和/或所述参比试剂为浓度0.05wt％～2.5wt％的氯化钾、氯化钠或氯化银。

7.根据权利要求1～4任一项所述的检测葡萄糖含量的装置，其特征在于，所述酶传感器电极为表面涂覆有酶液的电极丝，所述酶液为包括1wt％～5wt％葡萄糖氧化酶、1wt％～5wt％酶保护剂、0.1wt％～5wt％交联剂、0.1wt％～5wt％阳离子导电共聚物的hepes缓冲液，ph 5.0～6.5。

8.根据权利要求7所述的检测葡萄糖含量的装置，其特征在于，所述酶保护剂为牛血清白蛋白；所述交联剂为戊二醛或丙二醛；所述阳离子导电共聚物为聚二烯丙基二甲基氯化铵或聚乙烯亚胺；所述电极丝的材料为金、铂或银。

9.权利要求1～8任一项所述的检测葡萄糖含量的装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

10.一种检测葡萄糖含量的方法，其特征在于，使用权利要求1～8任一项所述的装置进行检测，包括以下步骤：将电子媒介和待测样本加入测试通道，通过酶传感器电极在恒电位下进行测试。

技术总结
本发明公开了一种检测葡萄糖含量的装置及方法，该装置包括：酶传感器电极，以及电子媒介。本发明的检测葡萄糖含量的装置避免了将电子媒介直接添加在酶电极中的不稳定状态，可以定量控制电子媒介的添加量，从而保证每一次样本测试时都有几乎等量的电子媒介促进作用，使得酶传感器在较长时期内具有较为一致的灵敏度，且在连续的测试中响应信号没有衰减。

技术研发人员：吴克南,陈明嘉,景振辉
受保护的技术使用者：广州万孚生物技术股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1