本發(fa)明(ming)屬(shu)于生(sheng)物(wu)(wu)傳感技(ji)術領域,尤(you)其(qi)涉(she)及(ji)一種基(ji)于生(sheng)物(wu)(wu)相容性材料的柔性電極及(ji)其(qi)制(zhi)備方法和應用(yong)。
背景技術:
目(mu)前,電(dian)(dian)(dian)化學(xue)生(sheng)物傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)醫(yi)療診(zhen)斷(duan)(duan)、食品(pin)安全(quan)和環境(jing)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)等(deng)領(ling)(ling)域都有重要的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)。特別是(shi)在(zai)醫(yi)療診(zhen)斷(duan)(duan)領(ling)(ling)域用(yong)于檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)糖(tang)(tang)尿病(bing)(bing)患(huan)者的(de)(de)(de)(de)(de)血(xue)糖(tang)(tang)時,由于其(qi)便攜、方便,成本低廉(lian)等(deng)優(you)點應用(yong)廣泛(fan)。根據(ju)國際糖(tang)(tang)尿病(bing)(bing)聯盟的(de)(de)(de)(de)(de)調查(cha)統計結果(guo)顯示,到2013年全(quan)世界的(de)(de)(de)(de)(de)糖(tang)(tang)尿病(bing)(bing)患(huan)病(bing)(bing)數量(liang)約有3.82億(yi)人(ren)數。因此,在(zai)血(xue)糖(tang)(tang)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)領(ling)(ling)域方面(mian)(mian),電(dian)(dian)(dian)化學(xue)生(sheng)物傳(chuan)感(gan)器(qi)具(ju)(ju)有重要的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)前景(jing)。另(ling)一(yi)方面(mian)(mian),隨著柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)深(shen)入(ru)研究(jiu),在(zai)人(ren)工(gong)(gong)皮(pi)(pi)(pi)膚(fu),可(ke)穿戴(dai)式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)子設(she)(she)備(bei)等(deng)領(ling)(ling)域的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)引起了廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)注。開(kai)發一(yi)種(zhong)(zhong)可(ke)穿戴(dai)式(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)實(shi)時地檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)糖(tang)(tang)尿病(bing)(bing)患(huan)者的(de)(de)(de)(de)(de)血(xue)糖(tang)(tang)含量(liang)具(ju)(ju)有更加至關(guan)重要的(de)(de)(de)(de)(de)意(yi)義,而傳(chuan)統的(de)(de)(de)(de)(de)塑料(liao)(liao)基電(dian)(dian)(dian)化學(xue)生(sheng)物傳(chuan)感(gan)器(qi),由于其(qi)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)較差(cha),貼(tie)(tie)(tie)(tie)附(fu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)差(cha),很難貼(tie)(tie)(tie)(tie)附(fu)在(zai)皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)表面(mian)(mian),且透(tou)氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)不(bu)好(hao)(hao)(hao),容易(yi)引起皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)過(guo)敏等(deng)缺陷,難以(yi)在(zai)可(ke)穿戴(dai)設(she)(she)備(bei)中廣泛(fan)應用(yong)。因此,開(kai)發一(yi)種(zhong)(zhong)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao)(hao)(hao),與皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)貼(tie)(tie)(tie)(tie)附(fu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao)(hao)(hao),抗(kang)過(guo)敏的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物基材(cai)(cai)(cai)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)試(shi)片,對于開(kai)發柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)子設(she)(she)備(bei)或(huo)可(ke)穿戴(dai)式(shi)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)電(dian)(dian)(dian)子檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)設(she)(she)備(bei)具(ju)(ju)有重要的(de)(de)(de)(de)(de)意(yi)義。生(sheng)物性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)(如殼(ke)聚(ju)糖(tang)(tang)、瓊脂(zhi)、膠原蛋(dan)白(bai)等(deng))是(shi)一(yi)種(zhong)(zhong)天然的(de)(de)(de)(de)(de)高分(fen)(fen)子材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao),具(ju)(ju)有優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物相容性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、安全(quan)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和微生(sheng)物降解(jie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng)優(you)良性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)被(bei)廣泛(fan)關(guan)注,在(zai)醫(yi)藥、食品(pin)等(deng)眾多領(ling)(ling)域的(de)(de)(de)(de)(de)應用(yong)研究(jiu)都取得了重大進展。而由天然高分(fen)(fen)子材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)制備(bei)成的(de)(de)(de)(de)(de)天然高分(fen)(fen)子生(sheng)物性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)薄膜(mo)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao),也具(ju)(ju)有優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)柔(rou)(rou)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和生(sheng)物相容性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),貼(tie)(tie)(tie)(tie)附(fu)在(zai)皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)表面(mian)(mian)不(bu)會引起皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)過(guo)敏,并(bing)且具(ju)(ju)有良好(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)透(tou)氣性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和吸濕性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)等(deng),對皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)具(ju)(ju)有較好(hao)(hao)(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)適(shi)宜性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing),若(ruo)(ruo)能(neng)夠利用(yong)生(sheng)物性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)為基底制備(bei)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)化學(xue)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai),將(jiang)會獲(huo)得柔(rou)(rou)韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao)(hao)(hao),抗(kang)過(guo)敏,性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)優(you)異的(de)(de)(de)(de)(de)人(ren)工(gong)(gong)皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)。就(jiu)目(mu)前的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu),柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)量(liang)測(ce)(ce)(ce)(ce)的(de)(de)(de)(de)(de)試(shi)片或(huo)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)皆是(shi)以(yi)不(bu)可(ke)分(fen)(fen)解(jie)塑料(liao)(liao),如PDMS薄膜(mo)來制備(bei)的(de)(de)(de)(de)(de),但這樣的(de)(de)(de)(de)(de)僅能(neng)用(yong)于一(yi)般(ban)體外檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce),另(ling)若(ruo)(ruo)貼(tie)(tie)(tie)(tie)在(zai)皮(pi)(pi)(pi)膚(fu)上易(yi)不(bu)透(tou)氣也會產生(sheng)過(guo)敏現(xian)象,所以(yi)本發明就(jiu)是(shi)將(jiang)生(sheng)物相容性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)(cai)料(liao)(liao)作為軟性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)子基材(cai)(cai)(cai),并(bing)在(zai)此基材(cai)(cai)(cai)上建構檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)元件,使其(qi)變成一(yi)個具(ju)(ju)有生(sheng)物相容性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai),也使其(qi)電(dian)(dian)(dian)子人(ren)工(gong)(gong)皮(pi)(pi)(pi)膚(fu),越(yue)能(neng)被(bei)人(ren)體組織(zhi)接受,不(bu)排(pai)斥,不(bu)過(guo)敏,透(tou)氣.就(jiu)目(mu)前而言(yan)這種(zhong)(zhong)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)不(bu)管是(shi)在(zai)研究(jiu)或(huo)是(shi)專利上,都是(shi)沒有的(de)(de)(de)(de)(de).但目(mu)前關(guan)于這方面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)檢(jian)(jian)(jian)(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)平(ping)(ping)(ping)臺(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)研究(jiu)仍屬于技術空(kong)白(bai)。
綜上所述(shu),生物(wu)性材(cai)料在電(dian)極檢測平臺的應用(yong)屬于空白。
技術實現要素:
本發明的目的在(zai)于(yu)提供一種基于(yu)生物(wu)相(xiang)容性材(cai)料的柔性電極及其制備方法和應(ying)用(yong),旨在(zai)解決(jue)生物(wu)性材(cai)料在(zai)電極檢測平臺的應(ying)用(yong)屬于(yu)空白的問(wen)題(ti)。
本發明是這(zhe)樣(yang)實現的(de)(de),一種基(ji)于(yu)生物相容(rong)性(xing)材料(liao)的(de)(de)柔性(xing)電極(ji)(ji)(ji),所述基(ji)于(yu)生物相容(rong)性(xing)材料(liao)的(de)(de)柔性(xing)電極(ji)(ji)(ji)以可降解的(de)(de)生物性(xing)材料(liao)為基(ji)底,通(tong)過絲網印刷技術制備(bei)碳電極(ji)(ji)(ji);
所(suo)述生物性材料為可為殼聚糖、瓊脂、膠(jiao)原(yuan)蛋白的(de)(de)生物可降解(jie)高分(fen)子材料中的(de)(de)任(ren)意(yi)一種、兩種或三(san)種的(de)(de)混(hun)合;所(suo)述殼聚糖、瓊脂、膠(jiao)原(yuan)蛋白中任(ren)意(yi)兩種或三(san)種的(de)(de)混(hun)合的(de)(de)按照質量百分(fen)數(shu)各個組分(fen)的(de)(de)比例均為10%~90%。
本發明的另(ling)一目(mu)的在于提供一種由所述基于生物相容性材料的柔性電(dian)極制備的生物基材電(dian)極檢測(ce)平(ping)臺。
進(jin)一(yi)步(bu),所述生物(wu)基材電極(ji)檢測平臺從上(shang)到下分別為:識(shi)別分子層、電子傳遞介質層、碳電極(ji)層、生物(wu)材料層。
進(jin)一步(bu),所述電子傳遞介質層為鐵氰化鉀(jia)、甲基(ji)二茂鐵、次甲基(ji)藍或對苯醌(kun)。
進一步,所述識別(bie)分(fen)子層為酶(mei),抗(kang)體(ti),DNA,適配體(ti)或細胞。
本發明的(de)另一(yi)目(mu)的(de)在于提供(gong)一(yi)種(zhong)所述的(de)生(sheng)物(wu)(wu)基材電(dian)極檢測平臺的(de)制(zhi)備方(fang)法(fa),所述生(sheng)物(wu)(wu)基材電(dian)極檢測平臺的(de)制(zhi)備方(fang)法(fa)包括:
步驟(zou)一(yi),生物(wu)性材料基底上印(yin)制有碳電極(ji),通過絲網(wang)印(yin)刷技術印(yin)制碳電極(ji),并移入烘箱中進行固(gu)化,得(de)到全新的(de)生物(wu)基材碳電極(ji);
步(bu)驟二,配制電(dian)子傳(chuan)遞介質(zhi)溶液,并固定在碳電(dian)極表面的工作區(qu)域(yu);
步驟三(san),將識別分子配入到磷酸緩沖液中,并將其固定(ding)在(zai)電極表面的工作區域(yu),制備出生(sheng)物基材(cai)電極檢測平臺。
本發明(ming)的(de)另一目的(de)在于提供一種由所(suo)述基(ji)于生(sheng)物相容性(xing)材(cai)料的(de)柔性(xing)電(dian)極制(zhi)備的(de)用(yong)于檢測葡(pu)萄糖的(de)可降(jiang)解柔性(xing)生(sheng)物基(ji)材(cai)電(dian)極檢測試片。
本發明的(de)(de)另一(yi)目的(de)(de)在于提供一(yi)種由所述(shu)基于生物相容(rong)性(xing)材料的(de)(de)柔性(xing)電(dian)極(ji)制備(bei)的(de)(de)柔性(xing)人工皮(pi)膚電(dian)極(ji)檢(jian)測平臺(tai)。
本發明(ming)的(de)另(ling)一目的(de)在(zai)于提供一種由(you)所述基于生物相容性(xing)材料(liao)的(de)柔性(xing)電(dian)極(ji)制備的(de)可穿戴式電(dian)極(ji)檢測平臺。
本發明提供(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基于(yu)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)相(xiang)(xiang)容性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)料的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)及其(qi)制備(bei)(bei)方(fang)法(fa)和應(ying)用(yong)(yong),以可(ke)降解的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)料作(zuo)為基底,通過(guo)(guo)絲(si)(si)網印(yin)刷技術制備(bei)(bei)碳(tan)(tan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji),并(bing)固定(ding)適宜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鐵氰(qing)化(hua)鉀(jia)和葡(pu)萄糖(tang)(tang)氧化(hua)酶,制備(bei)(bei)全(quan)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)降解的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)葡(pu)萄糖(tang)(tang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)基材(cai)(cai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)試(shi)(shi)(shi)片。所制備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)葡(pu)萄糖(tang)(tang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)基材(cai)(cai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)試(shi)(shi)(shi)片通過(guo)(guo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學測(ce)試(shi)(shi)(shi)表(biao)明與其(qi)商用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)塑(su)料基材(cai)(cai)葡(pu)萄糖(tang)(tang)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)試(shi)(shi)(shi)片具有(you)同樣良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)。將(jiang)全(quan)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)葡(pu)萄糖(tang)(tang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)基材(cai)(cai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)試(shi)(shi)(shi)片用(yong)(yong)于(yu)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)葡(pu)萄糖(tang)(tang),其(qi)結果說明此(ci)試(shi)(shi)(shi)片能(neng)夠準確(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)來檢(jian)(jian)(jian)測(ce)一定(ding)濃度(du)范圍內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)葡(pu)萄糖(tang)(tang)溶液,并(bing)且具有(you)靈敏度(du)高(0.97 μA cm-2),檢(jian)(jian)(jian)測(ce)時(shi)間(jian)短(小(xiao)于(yu)40 s),差(cha)異(yi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)小(xiao)(相(xiang)(xiang)對標準偏差(cha)小(xiao)于(yu)2.41 %,N=3)等優(you)點。本發明提供(gong)(gong)(gong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)基材(cai)(cai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)平臺(tai),制備(bei)(bei)工(gong)藝簡單,成本低,柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao),與皮(pi)膚(fu)接觸(chu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao),并(bing)且具有(you)抗過(guo)(guo)敏性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、透(tou)氣(qi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)和吸(xi)濕(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)等功(gong)能(neng),對于(yu)可(ke)撓曲,可(ke)穿(chuan)戴式電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)具有(you)重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)意義,為制備(bei)(bei)柔(rou)(rou)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)人工(gong)皮(pi)膚(fu)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)產品或(huo)可(ke)穿(chuan)戴式電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)產品中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)提供(gong)(gong)(gong)了新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法(fa)和途(tu)徑。以可(ke)降解的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)材(cai)(cai)料為基底,通過(guo)(guo)絲(si)(si)網印(yin)刷技術制備(bei)(bei)碳(tan)(tan)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji),并(bing)固定(ding)適宜的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)子(zi)傳(chuan)遞介質和識別分子(zi),制備(bei)(bei)一種全(quan)新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)基材(cai)(cai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)平臺(tai)。所制備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)物(wu)(wu)(wu)基材(cai)(cai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)平臺(tai)通過(guo)(guo)循環伏(fu)安測(ce)試(shi)(shi)(shi)表(biao)明具有(you)優(you)異(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng),用(yong)(yong)于(yu)檢(jian)(jian)(jian)測(ce)葡(pu)萄糖(tang)(tang)溶液時(shi),具有(you)準確(que)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)高,靈敏度(du)高,檢(jian)(jian)(jian)測(ce)時(shi)間(jian)短,重現性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao)以及穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao)等優(you)點。
附圖說明
圖1是本(ben)發明實(shi)施例(li)提供的柔性生物(wu)基材電極檢(jian)測平(ping)臺的制備方(fang)法流程圖。
圖2是本發明(ming)實(shi)施例提供的柔性生物基(ji)材(cai)電(dian)極檢測(ce)平臺結(jie)構示意圖;
圖中(zhong):1、識別(bie)分子(zi);2、電子(zi)傳遞介質;3、碳電極;4、生物(wu)性材料基底(di)。
圖3是(shi)本發明實施例提供的(de)柔性生物基材電極檢測(ce)平臺的(de)電化學性能分析(xi)圖。
圖4是本發明實施例提供的柔性生物基材(cai)電極檢測試片用(yong)于檢測葡萄糖(tang)的線性范圍(wei)以(yi)及靈敏度示意圖。
具體實施方式
為了(le)使本(ben)發明(ming)(ming)(ming)的(de)目的(de)、技術方案及優點更加清楚明(ming)(ming)(ming)白,以下結合實施例,對本(ben)發明(ming)(ming)(ming)進行進一步詳細說明(ming)(ming)(ming)。應當理(li)解,此(ci)處所描述的(de)具體(ti)實施例僅僅用以解釋本(ben)發明(ming)(ming)(ming),并不用于限(xian)定本(ben)發明(ming)(ming)(ming)。
下面結合(he)附(fu)圖對本發明(ming)的應(ying)用(yong)原理作詳細(xi)的描述。
本發明實施例提供的(de)(de)(de)基(ji)于(yu)生物(wu)相容性材料(liao)的(de)(de)(de)柔(rou)性電(dian)極以(yi)可降(jiang)解的(de)(de)(de)生物(wu)材料(liao)為(wei)基(ji)底,通過絲網印(yin)刷(shua)技術制(zhi)備碳電(dian)極。所述(shu)生物(wu)性材料(liao)為(wei)可為(wei)殼(ke)聚(ju)糖(tang)、瓊(qiong)脂(zhi)、膠原蛋白的(de)(de)(de)生物(wu)可降(jiang)解高(gao)分(fen)子(zi)材料(liao)中的(de)(de)(de)任意(yi)一種(zhong)、兩種(zhong)或三種(zhong)的(de)(de)(de)混合;所述(shu)殼(ke)聚(ju)糖(tang)、瓊(qiong)脂(zhi)、膠原蛋白中任意(yi)兩種(zhong)或三種(zhong)的(de)(de)(de)混合的(de)(de)(de)按照(zhao)質量(liang)百分(fen)數各個組分(fen)的(de)(de)(de)比(bi)例均為(wei)10%~90%。
如圖1所示,本發明(ming)實施例的(de)生(sheng)物基(ji)材電極檢測平臺的(de)制備方法包括以下(xia)步驟:
S101:以(yi)可降解(jie)的生物(wu)材料為基(ji)底(di),通過絲(si)網印刷技術制備碳電極,并移入(ru)烘箱中進(jin)行固化,得到生物(wu)材料基(ji)底(di)的碳電極;
S102:配制電子傳遞介質溶液,并將其固定在碳電極表面(mian);
S103:將(jiang)識別(bie)分子配入到磷酸緩沖液中(zhong),并將(jiang)其固(gu)定在電(dian)極表面的工作區域,制(zhi)備(bei)出可降解(jie)的全新生物基材電(dian)極檢測平臺。
如圖2所示,本發明實施(shi)例的(de)柔性生(sheng)物(wu)基材電極檢(jian)測平臺(tai)主要由:識別分子1、電子傳(chuan)遞介質2、碳電極3、生(sheng)物(wu)材料4組成。
生物性基底材料4上(shang)印制(zhi)有碳電極3,碳電極3的(de)一端放(fang)置(zhi)有電子(zi)傳遞介質(zhi)2,電子(zi)傳遞介質(zhi)2上(shang)放(fang)置(zhi)有識(shi)別分子(zi)層1。
下面結合具體(ti)實施例(li)對(dui)本發明的應用原理作進一步(bu)的描(miao)述。
實施例1:
(1)以殼聚(ju)糖材料(liao)為基底,通過(guo)一步(bu)絲網印(yin)刷技術制(zhi)備(bei)碳電極,并移入烘箱中(zhong)進行固化,得到(dao)全(quan)新(xin)的(de)殼聚(ju)糖生物(wu)基材碳電極;
(2)配制200毫摩(mo)爾每升的(de)鐵(tie)氰化鉀(jia)溶(rong)液,將2~5 μL的(de)溶(rong)液固定在(zai)碳電極表面,并放在(zai)25℃~30℃的(de)烘箱中,保存10~30分鐘;
(3)將活性為10 K國際單位的(de)葡萄糖(tang)氧化酶,配入到(dao)含有0.05克每升的(de)羧甲基(ji)纖(xian)維素鈉的(de)50毫摩爾每升的(de)磷酸緩(huan)沖液(ye)中,將2~5 μL的(de)溶液(ye)固定在(zai)(zai)碳電極表面,并放在(zai)(zai)25℃~30℃的(de)烘箱中,保存10~30分鐘,制備(bei)出檢測葡萄糖(tang)的(de)柔性殼聚糖(tang)生物基(ji)材電極檢測試片。
實施例2:
(1)以瓊脂材料為基底,通過一步絲網印刷技術制備碳電極,并移(yi)入烘(hong)箱中進行固化,得到全新的瓊脂生物(wu)基材碳電極;
(2)配制(zhi)50毫摩(mo)爾每升的(de)甲基二茂鐵溶(rong)液(ye),將20~50 μL的(de)溶(rong)液(ye)固定在碳電(dian)極表面,并放在25℃~30℃的(de)烘箱中,保存10~30分鐘;
(3)將活性為(wei)10 K國(guo)際單位的膽固醇(chun)氧(yang)化酶(mei),配(pei)入到含有0.05克每(mei)升(sheng)的羧(suo)甲基纖維素鈉的50毫(hao)摩爾每(mei)升(sheng)的磷酸緩沖液中,將20~50 μL的溶液固定(ding)在(zai)碳電極表面(mian),并放在(zai)25℃~30℃的烘箱中,保存10~30分鐘(zhong),制(zhi)備出檢測膽固醇(chun)的柔性瓊脂生(sheng)物(wu)基材電極檢測試片。
所制備的全新柔性生物(wu)基材(cai)電極(ji)檢(jian)測試片的示意圖(tu),如圖(tu)2所示。
下面(mian)結合實驗對本發明(ming)的應用效果作詳細的描述。
(1)將制備好的全新的柔性生物基材電極檢測平臺,通過CHI 400電化學工作站利用循環伏安法分析生物基材電極檢測平臺的性能,如圖3所示。其結果說明生物基材電極檢測平臺的電化學反應主要受表面控制的限制,進一步計算其表觀電子轉移速率常數為4.49×10-3,較大的電(dian)子轉移速(su)率常(chang)數表明所制備的柔(rou)性(xing)生物(wu)基材電(dian)極檢測平臺具有(you)優異的電(dian)化學性(xing)能。
(2)將制備好的全新的檢測葡萄糖的柔性生物基材電極檢測試片,滴加不同濃度的葡萄糖溶液在生物基材電極檢測試片的工作區域,通過CHI 400電化學工作站利用計時電流法檢測響應電流與葡萄糖濃度之間的關系,如圖4所示。其結果說明具有較高的靈敏度(0.97 μA cm-2),并且全(quan)新的(de)柔性生物基(ji)材電極檢測(ce)試(shi)片在用于檢測(ce)葡萄糖時具有(you)較短的(de)檢測(ce)時間(小于40 s),以及較小的(de)差(cha)異性(相對標準偏差(cha)小于2.41 %,N=3)。
以上(shang)所(suo)述僅為本(ben)發(fa)(fa)明(ming)的(de)較(jiao)佳(jia)實(shi)施例而已,并不用以限制(zhi)本(ben)發(fa)(fa)明(ming),凡(fan)在(zai)本(ben)發(fa)(fa)明(ming)的(de)精神(shen)和原則之(zhi)內(nei)所(suo)作的(de)任何修改(gai)、等同(tong)替換和改(gai)進等,均應(ying)包含在(zai)本(ben)發(fa)(fa)明(ming)的(de)保護范圍之(zhi)內(nei)。