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葡萄糖生物传感器的直接葡萄糖酶电极

来源:发布时间:2014-11-12

  第三代生物传感器就是在无媒介体存在下,利用酶与电极间的直接电子传递设计制作葡萄糖传感器。
  与经典酶电极和介体酶电极相比,既不需要氧分子,也不需要介体分子作为电机受体,通常也不需要固定化载体,而是将酶共价键合到修饰电极上,或将酶固定到多孔电聚合物修饰电极上,使酶氧化还原活性中心与电极接近,直接电子传递就能够相对容易地进行,从而使电极的响应速度更快、灵敏度更高,真正实现酶的专一和高效催化。通常采用的固定化酶材料有有机导电聚合物膜、有机导电复合材料膜、金属纳米颗粒或金属和非金属纳米颗粒等。
  1992年,Koopal等将聚吡咯(PPy)微管用于固定化GOD。其方法是通过模板合成法,将吡咯聚合在金属电极刻蚀膜上,接着,让GOD牢固地吸附在聚吡咯微管内构成GODPPy传感器。所用的径迹刻蚀膜通常由聚酯和聚碳酸酯构成,GOD在微管内保持生物活性。由于聚吡咯、聚噻吩等共轭的聚合导电物质能在径迹刻蚀膜孔中形成微管,有人认为这种结构能把酶氧化还原活性中心与电极连接起来,由此制成的生物传感器具有选择性好、灵敏度高的特点。Koopal等把这一方法进一步改进,采用均匀的乳胶微粒作为聚吡咯和酶固定时所依附的多孔基体材料,由此制成的葡萄糖生物传感器对葡萄糖测定的线性响应范围为1~60mmolL。
  张国林等采用乙基纤维素和乙炔黑导电复合材料制备固定化葡萄糖酶电极。结果表明:用环己烷洗去石蜡的导电复合材料葡萄糖氧化酶生物传感器具有粒状结构,有利于酶催化反应。利用普鲁士蓝(PB)膜修饰的铂盘葡萄糖电极能有效消除抗坏血酸、尿酸的干扰。
  基于金纳米粒子修饰的葡萄糖酶电极已有大量的研究报道。这主要是因为金纳米的良好的导电性、生物相容性、小尺寸效应以及量子尺寸效应、量子隧道效应等,使得纳米微粒呈现出许多奇异的物理、性质,从而大大减小了电子在给体与受体之间的距离,提高了电极与电子之间的传递速率。
  蔡新霞等将锇氧化还原聚合物与辣根过氧化酶共价交联修饰薄膜金电极,使用戊二醛交联固定葡萄糖氧化酶制得葡萄糖传感器。该传感器在-0.1V(vs.Ag|AgCl)电位下,背景电流小于1nA,检出限为1M,小于400M范围内灵敏度为2900(nAmolL)(相关系数R=0.998),实现了低浓度葡萄糖的测定,为发展高灵敏度、低检测限、高稳定性的无创血糖检测传感器奠定了基础。

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