一種酶生物傳感器中的檢測配方的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生物傳感器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種酶生物傳感器中的檢測配方。
【背景技術(shù)】
[0002] 在生物體系中，存在著各種各樣的物質(zhì)，它們對生物學(xué)過程的各個(gè)方面都有十分 重要的影響，對這些物質(zhì)進(jìn)行快速準(zhǔn)確的分析一直是分析科學(xué)所追求的目標(biāo)。發(fā)酵工業(yè)、臨 床診斷等應(yīng)用領(lǐng)域也很迫切需要建立各種快速的、簡便的分析方法。
[0003] 經(jīng)過長期的發(fā)展，生物體系中的分析方法已從傳統(tǒng)的化學(xué)法發(fā)展為生物傳感器分 析法。電化學(xué)酶生物傳感器是最早問世的生物傳感器，其工作原理為：酶生物傳感器是將酶 作為生物敏感基元，通過各種物理、化學(xué)信號轉(zhuǎn)換器捕捉目標(biāo)物與敏感基元之間的反應(yīng)所 產(chǎn)生的與目標(biāo)物濃度成比例關(guān)系的可測信號，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)物的定量測定。
[0004] 發(fā)展至今，酶生物傳感器已經(jīng)從第一代酶生物傳感器發(fā)展到第三代酶生物傳感 器，目前普遍采用的是第二代酶生物傳感器。第二代生物傳感器采用了含有電子媒介體的 化學(xué)修飾層，此化學(xué)修飾層不僅能促進(jìn)電子傳遞過程，使得響應(yīng)的線性范圍拓寬，電極的工 作電位降低，同時(shí)，噪聲、背景電流及干擾信號均小，且排除了過氧化氫，使得酶生物傳感器 的工作壽命延長。
[0005] 根據(jù)產(chǎn)生的電信號類別不同，電化學(xué)酶生物傳感器分為電流型和電位型兩類。電 流型電化學(xué)酶生物傳感器主要基于探測生物識別或化學(xué)反應(yīng)中的電活性物質(zhì)，通過固定工 作電極的電位給電活性的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)提供驅(qū)動力，探測電流隨時(shí)間的變化，該電流直接 測量了電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)的速度，反映了生物分子識別的速度，即電流正比于待測物質(zhì)的濃度。 電子媒介體的作用是將酶反應(yīng)過程中產(chǎn)生的電子從酶反應(yīng)中心轉(zhuǎn)移到電極表面，使電極產(chǎn) 生相應(yīng)電流變化的分子導(dǎo)電體。
[0006] 鐵氰化鉀具有良好的生物兼容性、無毒、較低的氧化還原電位、可逆的電極動力 學(xué)、能吸附或滯留在電極表面、可與酶的氧化還原輔基快速反應(yīng)以及可提高相應(yīng)電流密度 等諸多優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于如血糖、血酮、尿酸和膽固醇等各類電化學(xué)酶生物傳感器中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明人經(jīng)過大量研究發(fā)現(xiàn)，鐵氰化鉀作為媒介體時(shí)性能并不穩(wěn)定，在儲存過程中 會逐漸還原變成亞鐵氰化鉀，當(dāng)生物傳感器施加一定的電壓時(shí)，亞鐵氰化鉀又會被氧化成 鐵氰化鉀并釋放出電子產(chǎn)生背景電流，導(dǎo)致被測物質(zhì)測試值比真實(shí)值偏高。
[0008] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種酶生物傳感器中的檢測配方，抑制鐵氰化鉀在儲存過 程中轉(zhuǎn)化成亞鐵氰化鉀，減小背景電流的影響，提高檢測的準(zhǔn)確性。
[0009] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種酶生物傳感器中的檢測配方，所述配方由枸櫞酸或枸櫞酸 鹽、蘋果酸或蘋果酸鹽、聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽、鐵氰化鉀、酶和非反應(yīng)活性組分組成；
[0010] 在該配方中，枸櫞酸或枸櫞酸鹽的濃度為0. 01%~10% W/V ;
[0011] 蘋果酸或蘋果酸鹽的濃度為〇· 01 %~10% W/V ;
[0012] 聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽的濃度為0.01 %~10% w/v;
[0013] 鐵氰化鉀的濃度為0.01%~10%￥八；
[0014] 酶的濃度為0· 1%~70% W/V ;
[0015] 非反應(yīng)活性組分的濃度為0· 1%~70% W/V。
[0016] 優(yōu)選的，枸櫞酸或枸櫞酸鹽在配方中的濃度為0. 1 %~5% W/V。
[0017] 優(yōu)選的，蘋果酸或蘋果酸鹽在配方中的濃度為0. 1 %~5% W/V。
[0018] 優(yōu)選的，聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽在配方中的濃度為0. 1%~5% W/V。
[0019] 優(yōu)選的，聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽的分子量范圍為2000~10000。
[0020] 優(yōu)選的，聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽的分子量范圍為2000~5000。
[0021] 優(yōu)選的，鐵氰化鉀在配方中的濃度為1 %~5% W/V。
[0022] 優(yōu)選的，所述檢測配方的pH范圍為5~8,該P(yáng)H通過添加緩沖液調(diào)節(jié)。
[0023] 優(yōu)選的，所述緩沖液為檸檬酸緩沖液或磷酸緩沖液。
[0024] 優(yōu)選的，在該配方中，所述緩沖液的濃度為1 %~3% W/V。
[0025] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的酶生物傳感器中的檢測配方具有以下優(yōu)點(diǎn)和顯著 的進(jìn)步：
[0026] 在酶生物傳感器配方中加入枸櫞酸（或鹽）、蘋果酸（或鹽）以及聚丙烯酸（或 鹽）三種物質(zhì)，可以抑制配方中羧基、羥基的活性，以保護(hù)配方中的酶，抑制鐵氰化鉀被還 原為亞鐵氰化鉀，由于被轉(zhuǎn)化出的亞鐵氰化鉀較少，當(dāng)生物傳感器施加一定的電壓時(shí)，亞鐵 氰化鉀被氧化成鐵氰化鉀釋放出電子產(chǎn)生的背景電流相對減小，對檢測結(jié)果的影響將會減 小。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù) 方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分的實(shí)施例，而不是 全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提 下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0028] 本發(fā)明提供一種酶生物傳感器中的檢測配方實(shí)施例，所述配方由枸櫞酸或枸櫞酸 鹽、蘋果酸或蘋果酸鹽、聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽、鐵氰化鉀、酶和非反應(yīng)活性組分組成；
[0029] 在該配方中，枸櫞酸或枸櫞酸鹽的濃度為0. 01 %~10% W/V ;
[0030] 蘋果酸或蘋果酸鹽的濃度為0· 01 %~10% W/V ;
[0031] 聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽的濃度為0.01 %~10% W/V;
[0032] 鐵氰化鉀的濃度為0. 01 %~10 % W/V ;
[0033] 酶的濃度為0· 1 %~70 % W/V ;
[0034] 非反應(yīng)活性組分的濃度為0. 1 %~70% W/V。
[0035] 首先需要說明的是，上述配方中包含的枸櫞酸或枸櫞酸鹽、蘋果酸或蘋果酸鹽、聚 丙烯酸或聚丙烯酸鹽，可以是所述三種酸與三種鹽的任意搭配，比如只有枸櫞酸、蘋果酸、 聚丙烯酸，也可以只有枸櫞酸鹽、蘋果酸鹽和聚丙烯酸鹽，也可以是枸櫞酸、蘋果酸和聚丙 烯酸鹽，不論是哪三種物質(zhì)，其在配方中所占的濃度均符合上述實(shí)施例中的描述。
[0036] 上述所述的任一組成成分的濃度不是該成分本身溶液的濃度，而是與其他成分混 合構(gòu)成配方后，在配方中的濃度?；蛘呖梢岳斫鉃樵撆浞桨ㄈ軇?，各組成成分溶于溶劑后 的濃度。
[0037] 優(yōu)選的，在實(shí)際操作中，當(dāng)使用枸櫞酸時(shí)，枸櫞酸可以是含結(jié)晶水的也可不含結(jié)晶 水；當(dāng)使用枸櫞酸鹽時(shí)，可以是枸櫞酸鈉也可以是枸櫞酸鉀等其他鹽類。在一些實(shí)施例中， 所述枸櫞酸或枸櫞酸鹽的濃度范圍為〇. 1%~5% W/V，更優(yōu)選的，在一些實(shí)施例中，所述枸 櫞酸或枸櫞酸鹽的濃度范圍為〇. 1 %~3% W/V。
[0038] 在一些實(shí)施例中，蘋果酸鹽可以是蘋果酸鈉或蘋果酸鉀等其他鹽類，在實(shí)際測試 時(shí)，在一些實(shí)施例中，更為優(yōu)選的，蘋果酸或蘋果酸鹽濃度范圍為0. 1%~5% W/V。在一些 實(shí)施例中，更優(yōu)選的，蘋果酸或蘋果酸鹽濃度范圍為0. 1%~3% W/V。
[0039] 在一些實(shí)施例中，聚丙烯酸鹽可以是聚丙烯酸鈉或聚丙烯酸鉀。聚丙烯酸或聚丙 烯酸鹽濃度范圍為0. 1 %~5% W/V。在一些實(shí)施例中，更優(yōu)選的，聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽濃 度范圍為0. 1 %~3% W/V。聚丙烯酸（或聚丙烯酸鹽）的分子量范圍為2000~10000,優(yōu) 選范圍為2000~5000。
[0040] 配方中鐵氰化鉀的濃度為0.01%~10% w/ν(質(zhì)量濃度比），在一些實(shí)施例中，所 述鐵氰化鉀的濃度可以為1 %~5% W/V。
[0041] 酶生物傳感器所用的酶為任何可用于制作生物傳感器的酶，如葡萄糖氧化酶、葡 萄糖脫氫酶、尿酸氧化酶、膽固醇酯酶和膽固醇氧化酶等。在一些實(shí)施例中，酶的濃度為 1%~20% W/V。
[0042] 其中，非反應(yīng)活性組分可以包括但不限于羧甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素、BSA等 物質(zhì)，在配方中的濃度范圍為0. 1%~70% W/V，在一些實(shí)施例中，非反應(yīng)活性組分的濃度 范圍為20%~60% W/V。
[0043] 該配方的pH優(yōu)選范圍為5~8,以保持枸櫞酸（或鹽）、蘋果酸（或鹽）以及聚丙 烯酸（或鹽）三種物質(zhì)的最佳效果，對鐵氰化鉀被還原達(dá)到最好的抑制效果?？梢圆捎猛?過添加緩沖液的方式實(shí)現(xiàn)，PH緩沖液可以是任何可將測試溶液pH調(diào)節(jié)至5~8范圍的物 質(zhì)，優(yōu)選為檸檬酸緩沖液和磷酸緩沖液。在該配方中，所述緩沖液的濃度可以為1%~3% W/V，在一些實(shí)施例中，其濃度為1 %~2. 5% W/V，更優(yōu)選的，所述緩沖液的濃度為2% W/V。
[0044] 實(shí)驗(yàn)說明：
[0045] 一、溶液狀態(tài)實(shí)驗(yàn)條件
[0046] a.以未加入枸櫞酸（或鹽）、蘋果酸（或鹽）以及聚丙烯酸（或鹽）三種物質(zhì)的 配方作為對照溶液；
[0047] 以加入枸櫞酸（或鹽）、蘋果酸（或鹽）以及聚丙烯酸（或鹽）三種物質(zhì)的酶配方 作為改進(jìn)溶液進(jìn)行對比。
[0048] 這里對三種物質(zhì)加入的順序不作限定。
[0049] b.兩種配方溶液分別在室溫下避光攪拌10分鐘混勻后，將生物傳感器空白電極 插入對應(yīng)的測試儀器，將對照溶液和改進(jìn)溶液分別加至空白電極上，通過對應(yīng)的測試儀器 測試兩溶液在測試開始后5秒、10秒和30秒時(shí)間點(diǎn)上的電信號（電流值）強(qiáng)度。在測試開 始前所用的測試物品均需在測試環(huán)境中平衡至少30分鐘以上。
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