一種酶生物傳感器中的檢測配方的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及生物傳感器技術領域，尤其涉及一種酶生物傳感器中的檢測配方。
【背景技術】
[0002] 在生物體系中，存在著各種各樣的物質，它們對生物學過程的各個方面都有十分 重要的影響，對這些物質進行快速準確的分析一直是分析科學所追求的目標。發酵工業、臨 床診斷等應用領域也很迫切需要建立各種快速的、簡便的分析方法。
[0003] 經過長期的發展，生物體系中的分析方法已從傳統的化學法發展為生物傳感器分 析法。電化學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、化學信號轉換器捕捉目標物與敏感基元之間的反應所 產生的與目標物濃度成比例關系的可測信號，實現對目標物的定量測定。
[0004] 發展至今，酶生物傳感器已經從第一代酶生物傳感器發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 化學修飾層，此化學修飾層不僅能促進電子傳遞過程，使得響應的線性范圍拓寬，電極的工 作電位降低，同時，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] 根據產生的電信號類別不同，電化學酶生物傳感器分為電流型和電位型兩類。電 流型電化學酶生物傳感器主要基于探測生物識別或化學反應中的電活性物質，通過固定工 作電極的電位給電活性的電子轉移反應提供驅動力，探測電流隨時間的變化，該電流直接 測量了電子轉移反應的速度，反映了生物分子識別的速度，即電流正比于待測物質的濃度。 電子媒介體的作用是將酶反應過程中產生的電子從酶反應中心轉移到電極表面，使電極產 生相應電流變化的分子導電體。
[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、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以及可提高相應電流密度 等諸多優點，被廣泛的應用于如血糖、血酮、尿酸和膽固醇等各類電化學酶生物傳感器中。
【發明內容】
[0007] 發明人經過大量研究發現，鐵氰化鉀作為媒介體時性能并不穩定，在儲存過程中 會逐漸還原變成亞鐵氰化鉀，當生物傳感器施加一定的電壓時，亞鐵氰化鉀又會被氧化成 鐵氰化鉀并釋放出電子產生背景電流，導致被測物質測試值比真實值偏高。
[0008] 有鑒于此，本發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 程中轉化成亞鐵氰化鉀，減小背景電流的影響，提高檢測的準確性。
[0009] 本發明實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] 非反應活性組分的濃度為0· 1%~70% W/V。
[0016] 優選的，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] 優選的，聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽的分子量范圍為2000~10000。
[0020] 優選的，聚丙烯酸或聚丙烯酸鹽的分子量范圍為2000~5000。
[0021] 優選的，鐵氰化鉀在配方中的濃度為1 %~5% W/V。
[0022] 優選的，所述檢測配方的pH范圍為5~8,該PH通過添加緩沖液調節。
[0023] 優選的，所述緩沖液為檸檬酸緩沖液或磷酸緩沖液。
[0024] 優選的，在該配方中，所述緩沖液的濃度為1 %~3% W/V。
[0025] 與現有技術相比，本發明提供的酶生物傳感器中的檢測配方具有以下優點和顯著 的進步：
[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，可以抑制配方中羧基、羥基的活性，以保護配方中的酶，抑制鐵氰化鉀被還 原為亞鐵氰化鉀，由于被轉化出的亞鐵氰化鉀較少，當生物傳感器施加一定的電壓時，亞鐵 氰化鉀被氧化成鐵氰化鉀釋放出電子產生的背景電流相對減小，對檢測結果的影響將會減 小。
【具體實施方式】
[0027] 為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面對本發明實施例中的技術 方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分的實施例，而不是 全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提 下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本發明保護的范圍。
[0028] 本發明提供一種酶生物傳感器中的檢測配方實施例，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，其在配方中所占的濃度均符合上述實施例中的描述。
[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 合構成配方后，在配方中的濃度。或者可以理解為該配方包括溶劑，各組成成分溶于溶劑后 的濃度。
[0037] 優選的，在實際操作中，當使用枸櫞酸時，枸櫞酸可以是含結晶水的也可不含結晶 水；當使用枸櫞酸鹽時，可以是枸櫞酸鈉也可以是枸櫞酸鉀等其他鹽類。在一些實施例中， 所述枸櫞酸或枸櫞酸鹽的濃度范圍為〇. 1%~5% W/V，更優選的，在一些實施例中，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，在實際測試 時，在一些實施例中，更為優選的，蘋果酸或蘋果酸鹽濃度范圍為0. 1%~5% W/V。在一些 實施例中，更優選的，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。在一些實施例中，更優選的，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 選范圍為2000~5000。
[0040] 配方中鐵氰化鉀的濃度為0.01%~10% w/ν(質量濃度比），在一些實施例中，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。在一些實施例中，酶的濃度為 1%~20% W/V。
[0042] 其中，非反應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，在配方中的濃度范圍為0. 1%~70% W/V，在一些實施例中，非反應活性組分的濃度 范圍為20%~60% W/V。
[0043] 該配方的pH優選范圍為5~8,以保持枸櫞酸（或鹽）、蘋果酸（或鹽）以及聚丙 烯酸（或鹽）三種物質的最佳效果，對鐵氰化鉀被還原達到最好的抑制效果。可以采用通 過添加緩沖液的方式實現，PH緩沖液可以是任何可將測試溶液pH調節至5~8范圍的物 質，優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，在一些實施例中，其濃度為1 %~2. 5% W/V，更優選的，所述緩沖液的濃度為2% W/V。
[0044] 實驗說明：
[0045] 一、溶液狀態實驗條件
[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）三種物質的酶配方 作為改進溶液進行對比。
[0048] 這里對三種物質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 插入對應的測試儀器，將對照溶液和改進溶液分別加至空白電極上，通過對應的測試儀器 測試兩溶液在測試開始后5秒、10秒和30秒時間點上的電信號（電流值）強度。在測試開 始前所用的測試物品均需在測試環境中平衡至少30分鐘以上。
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