【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电化学领域，具体涉及一种用于葡萄糖检测的酶电极、传感器及其应用。
技术介绍
1、酶电极可以作为生物传感器检测和量化特定的化学物质。例如酶电极可以制成葡萄糖传感器，用于为个人血糖控制提供快速、定量的血糖监测(blood glucosemonitoring，bgm)。
2、随着糖尿病的发病率不断上升，血糖监测已成为糖尿病患者日常管理中不可或缺的一部分。传统的血糖检测方法，如指尖采血，虽然准确但具有侵入性和不便性，限制了其在连续血糖监测中的应用。为了解决这一问题，连续葡萄糖监测(cgm)技术应运而生，它通过微创或非侵入性的方式，提供连续、实时的血糖水平监测，从而帮助患者更好地管理血糖。
3、专利cn116698945a公开一种新型的连续血糖监测技术，该技术采用了一种酶电极系统，其核心组件包括nad(p)(h)依赖型的葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶，辅因子nad(p)(h)以及nad(p)(h)氧化还原酶，能够实现与电极的直接电子传递。这种直接电子传递机制不仅提高了传感器的响应速度和灵敏度，还增强了其稳定性和抗干扰能力。与传统的第一代cgm技术相比，该酶电极系统不再依赖氧气作为电子传递剂，从而克服了氧气浓度限制所带来的灵敏度和准确性问题。同时，与第二代技术相比，其无需使用人工电子中介体，提高了体系稳定性并排除了电子中介体泄露可能导致的生物毒性。
4、然而，由于电极与体液长时间接触和反应，该新型连续血糖监测技术面临着酶和辅因子流失、检测溶液受体中生化物质干扰等问题。连续血糖监测技术的准确性和稳
5、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于实现对血糖水平稳定、精确、和/或抗干扰的连续检测。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、第一方面，本专利技术提供一种用于葡萄糖检测的酶电极，所述酶电极包括电极基底层和覆盖于所述电极基底层之上的传感层，其中所述传感层包括：nad(p)(h)依赖的葡萄糖氧化还原酶和nad(p)(h)氧化还原酶；
4、所述酶电极还包括覆盖于所述传感层之上的第一聚合物层，用于保护传感层，和/或，用于限制葡萄糖和/或干扰物的渗透；
5、所述酶电极还包括：nad(p)(h)，其位于所述传感层；和/或，nad(p)(h)衍生物，其为共价结合nad(p)(h)的聚合物，位于所述传感层和/或所述第一聚合物层。
6、本专利技术所述酶电极，使用聚合物层覆盖传感层，起到如下作用：对传感层表面的酶和/或辅因子(nad(p)(h)和/或nad(p)(h)的衍生物)具有固定和稳定的作用；和/或，避免传感层直接与检测环境接触，降低葡萄糖、氧气等的传质，从而降低检测环境对传感层的干扰。在一些情况下，本专利技术所述酶电极包括nad(p)(h)衍生物，该nad(p)(h)衍生物为nad(p)(h)共价聚合物，其共价结合在聚合物上，比nad(p)(h)更稳定，不易流失，为传感层提供nad(p)(h)，对nad(p)(h)起到补充或者取代的作用，从而解决由nad(p)(h)流失导致的检测结果的不稳定的问题；另外，nad(p)(h)衍生物的聚合物结构还能够对酶和/或nad(p)(h)起到包埋和稳定的作用。
7、在一些具体的实施方式中，所述酶电极还包括覆盖于所述第一聚合物层之上的第二聚合物层，用于限制葡萄糖和/或干扰物的渗透，所述第二聚合物层还包括或不包括所述nad(p)(h)衍生物。
8、在一些具体的实施方式中，所述酶电极还包括支撑基底，所述电极基底位于所述支撑基底之上。
9、在一些具体的实施方式中，所述nad(p)(h)共价结合聚合物包括nad(p)(h)交联聚合物或nad(p)(h)接枝聚合物；优选包括nad(p)(h)交联pei、nad(p)(h)交联cmc或nad(p)(h)接枝pvp。
10、在一些具体的实施方式中，所述nad(p)(h)交联pei具有如下所示的化学结构：
11、
12、其中，n1表示5～50之整数，优选为11；n2表示1～200之整数，优选为6。
13、在一些具体的实施方式中，所述nad(p)(h)交联cmc具有如下所示化学结构：
14、
15、其中，n表示200～3000之整数，优选为400。
16、在一些具体的实施方式中，所述nadp+接枝pvp具有如下所示化学结构：
17、
18、其中，x＝0.05～0.3，y＝0.05～0.5，z＝0.3～0.8，x+y+z＝1；优选地，x＝0.7,y＝0.1,z＝0.2。
19、在一些具体的实施方式中，所述第一聚合物层和/或所述第二聚合物层选自聚合物溶出膜或原位合成聚合物膜；优选地，所述聚合物层选自pei交联膜、tpu膜、pu膜、pvp膜、壳聚糖膜、nad(p)(h)交联聚合物膜或nad(p)(h)接枝聚合物膜。
20、在一些具体的实施方式中，所述传感层还包括交联剂；优选地，所述交联剂选自环氧交联剂、戊二醛和聚乙二醇的一种或多种；更优选地，所述交联剂选自peg或pegdge。
21、在一些具体的实施方式中，所述nad(p)(h)依赖的葡萄糖氧化还原酶为nadp+依赖的葡萄糖氧化酶或nadp+依赖的葡萄糖脱氢酶，所述nadp+氧化还原酶为黄递酶。
22、在一些具体的实施方式中，所述nad(p)(h)为nadh、nadph、nad+和nadp+中的一种或多种，所述nad(p)(h)为nadh、nadph、nad+和nadp+衍生物中的一种或多种。在一些具体的实施方式中，所述nad(p)(h)为nadp+，所述nad(p)(h)衍生物为nadp+衍生物。
23、第二方面，本专利技术还提供一种制备前述任一项所述酶电极的方法，所述方法包括在所述电极基底表面形成所述传感层，和在所述传感层表面形成所述第一聚合物层，可选地，所述方法还包括在所述第一聚合物层表面形成所述第二聚合物层。
24、在一些具体的实施方式中，所述传感层通过提拉浸涂或滴涂的方式形成，所述至少第一聚合物层和/或所述第二聚合物层通过提拉浸涂的方式形成。
25、第三方面，本专利技术还提供一种用于葡萄糖检测的传感器，其中，所述传感器包括前任一项所述的酶电极作为工作电极，还包括对电极和参比电极。
26、在一些具体的实施方式中，所述对电极为碳电极，所述参比电极为ag/cl参比电极。
27、第四方面，本专利技术还提供前述任一项所述酶电极或传感器在制备用于葡萄糖的连续检测仪器中的应用。
28、第五方面，本专利技术还提供一种检测方法，所述方法包括使用前述任一项所述传感器对葡萄糖进行连续检测。
29、综上所述，本专利技术具有如下所示中的至少一种有益效果：
30、(1)酶电极包括第一聚合物层和/或第二聚合物层，其具有以下作用：固定和本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于葡萄糖检测的酶电极，其特征在于，所述酶电极包括电极基底层和覆盖于所述电极基底层之上的传感层，其中所述传感层包括：NAD(P)(H)依赖的葡萄糖氧化还原酶和NAD(P)(H)氧化还原酶；
2.根据权利要求1所述的酶电极，其特征在于，所述酶电极还包括覆盖于所述第一聚合物层之上的第二聚合物层，用于限制葡萄糖和/或干扰物的渗透，所述第二聚合物层还包括或不包括所述NAD(P)(H)衍生物。
3.根据权利要求1所述的酶电极，其特征在于，所述酶电极还包括支撑基底，所述电极基底位于所述支撑基底之上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的酶电极，其特征在于，所述共价结合NAD(P)(H)的聚合物包括NAD(P)(H)交联聚合物或NAD(P)(H)接枝聚合物；优选包括NAD(P)(H)交联PEI、NAD(P)(H)交联CMC或NAD(P)(H)接枝PVP；更优选地，所述NAD(P)(H)交联PEI位于所述第一聚合物层，所述NAD(P)(H)交联CMC位于所述传感层和/或所述第一聚合物层，所述NAD(P)(H)接枝PVP位于所述第一聚合物层和/或所述第二聚
5.根据权利要求4所述的酶电极，其特征在于，所述NAD(P)(H)交联PEI具有如下所示的化学结构：
6.根据权利要求4所述的酶电极，其特征在于，所述NAD(P)(H)交联CMC具有如下所示的化学结构：
7.根据权利要求4所述的电极，其特征在于，所述NAD(P)(H)接枝PVP具有如下所示的化学结构：
8.根据权利要求1或2所述的酶电极，其特征在于，所述第一聚合物层和/或所述第二聚合物层选自聚合物溶出膜或原位合成聚合物膜；优选地，所述聚合物层选自PEI交联膜、TPU膜、PU膜、PVP膜、壳聚糖膜、NAD(P)(H)交联聚合物膜或NAD(P)(H)接枝聚合物膜。
9.根据权利要求1所述的酶电极，其特征在于，所述传感层还包括交联剂；优选地，所述交联剂选自环氧交联剂、戊二醛、聚乙二醇、PEG或PEGDGE。
10.根据权利要求1所述的酶电极，其特征在于，所述NADP+依赖的葡萄糖氧化还原酶为NAD(P)(H)依赖的葡萄糖氧化酶或NAD(P)(H)依赖的葡萄糖脱氢酶，所述NAD(P)(H)氧化还原酶为黄递酶。
11.一种制备权利要求1-10任一项所述酶电极的方法，其特征在于，所述方法包括在所述电极基底表面形成所述传感层，和在所述传感层表面形成所述第一聚合物层，可选地，所述方法还包括在所述第一聚合物层表面形成所述第二聚合物层。
12.一种用于葡萄糖检测的传感器，其特征在于，所述传感器包括权利要求1-10任一项所述的酶电极作为工作电极，还包括对电极和参比电极。
13.根据权利要求12所述的传感器，其特征在于，所述对电极为碳电极，所述参比电极为Ag/Cl参比电极。
14.权利要求1-10任一项所述酶电极或权利要求12或13所述传感器在制备用于葡萄糖的连续检测仪器中的应用。
15.一种检测方法，其特征在于，所述方法包括使用权利要求12或13所述传感器对葡萄糖进行连续检测。
...【技术特征摘要】
1.一种用于葡萄糖检测的酶电极，其特征在于，所述酶电极包括电极基底层和覆盖于所述电极基底层之上的传感层，其中所述传感层包括：nad(p)(h)依赖的葡萄糖氧化还原酶和nad(p)(h)氧化还原酶；
2.根据权利要求1所述的酶电极，其特征在于，所述酶电极还包括覆盖于所述第一聚合物层之上的第二聚合物层，用于限制葡萄糖和/或干扰物的渗透，所述第二聚合物层还包括或不包括所述nad(p)(h)衍生物。
3.根据权利要求1所述的酶电极，其特征在于，所述酶电极还包括支撑基底，所述电极基底位于所述支撑基底之上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的酶电极，其特征在于，所述共价结合nad(p)(h)的聚合物包括nad(p)(h)交联聚合物或nad(p)(h)接枝聚合物；优选包括nad(p)(h)交联pei、nad(p)(h)交联cmc或nad(p)(h)接枝pvp；更优选地，所述nad(p)(h)交联pei位于所述第一聚合物层，所述nad(p)(h)交联cmc位于所述传感层和/或所述第一聚合物层，所述nad(p)(h)接枝pvp位于所述第一聚合物层和/或所述第二聚合物层。
5.根据权利要求4所述的酶电极，其特征在于，所述nad(p)(h)交联pei具有如下所示的化学结构：
6.根据权利要求4所述的酶电极，其特征在于，所述nad(p)(h)交联cmc具有如下所示的化学结构：
7.根据权利要求4所述的电极，其特征在于，所述nad(p)(h)接枝pvp具有如下所示的化学结构：
8....
【专利技术属性】
技术研发人员：程北辰，范怡麟，孙瑜，
申请(专利权)人：深圳津合生物有限公司，
类型：发明
国别省市：
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