ei期刊投稿葡萄糖传感器

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构建一小型皮下组织葡萄糖传感器系统，简化其检测前后的校正过程，改进其稳定性、检测精度、抗干扰能力及温度特性。采用了脉冲式微泵、微透析技术和改良的ＹＳＩ酶膜。进行了葡萄糖恢复实验、葡萄糖浓度与传感器输出电流的线性相关研究，对抗坏血酸或醋氨酚液的抗干扰试验及温度实验。结果显示葡萄糖恢复达９７±２％；背景电流为０．３７±０．０６ｎＡ；单位浓度单位时间的漂移均值为０．１０３％；电极输出电流与葡萄糖浓度间的线性相关系数均值为０．９８６，线性范围为０～２０ｍＭＧ．Ｓ．；低浓度的抗坏血酸不能干扰传感器，高浓度的抗坏血酸和醋氨酚仅产生很小的干扰电流。传感器温度系数仅３．４％。本系统具有体积小、性能好、校正简便

从目前国内外葡萄糖传感器的发展现状来看，葡萄糖传感器要进入实用化临床应用还存在许多困难，除灵敏度低、稳定性差、寿命短外，线性范围低也是一个难以解决的问题。一般葡萄糖传感器的线性范围只有几个mM，而糖尿病患者的血糖浓度可达33.3 mM。目前要解决这一问题主要是在酶膜表面覆盖一层具有选择透过性的高分子薄膜作为扩散限制膜，其目的在于扩大葡萄糖传感器的响应线性范围；减少电话性物质的干扰。 为什么引入扩散限制膜能扩大葡萄糖传感器的响应线性范围？根据葡萄糖氧化酶对葡萄糖的响应动力学，只有在较低的葡萄糖浓度范围内，葡萄糖氧化酶对葡萄糖浓度的响应才是线性响应。扩散限制膜的一个作用是使血液中的葡萄糖分子扩散透过这层具有选择透过性的高分子薄膜到达葡萄糖氧化酶膜表面，从而降低葡萄糖分子的扩散速度，使葡萄糖分子的扩散过程作为整个反应的控制过程，酶膜中的葡萄糖浓度始终保持在较低的浓度范围内，达到扩大线性范围的目的。扩散限制膜的另一个作用就是阻止或减少血液中诸如抗坏血酸等电活性物质到达葡萄糖氧化酶膜表面，干扰葡萄糖传感器的测量，虽然葡萄糖氧化酶对葡萄糖是特异的，但这种特异性被电极的不良选择所降低，在 650mV电压下，不但过氧化氢有响应电流，而且血液中抗坏血酸也有响应电流[1]，这些电活性物质通过电极的氧化或与过氧化氢发生反应而干扰传感器的功能[2]。 扩散限制膜可以减少电极对酶动力学的依靠性，而且还可以减少过氧化氢的生成[3]。扩散限制膜可以减少葡萄糖传感器对氧气压力的依靠性[4]。扩散限制膜材料的选择应是对葡萄糖扩散起限制作用。另外，要求扩散限制膜材料对葡萄糖氧化酶的影响和在生理条件下对电极的侵蚀尽可能的小。扩散限制膜材料的选择也必须满足无毒、生物相容性好，耐受性高、化学稳定性高（在生理条件下）等条件。目前国内外所选用的扩散限制膜材料有醋酸纤维素（CA）[5]、聚氨酯（PU）[6]、聚氯乙烯（PVC）[7]、聚碳酸酯（PC）[8]、Nafion[9]以及聚四氟乙烯（PTFE）[10]等。由于PU生物相容性好，有良好的成膜性能，适合作为扩散限制膜。为此，进行了PU扩散限制膜的研究。 1．实验部分 1.1．实验仪器与药品 葡萄糖氧化酶（GOD，EC 1.1.3.4）为Sigma化学公司生产，戊二醛为成都美乐医疗保健品有限公司进口分装，聚氨酯为本校高分子材料系合成，微电流计为中科院感光化学所设计。其余药品均为分析纯。 1.2．葡萄糖传感器的制备 葡萄糖氧化酶的固定以壳聚糖为固定基质，采用交联法固定葡萄糖氧化酶。配制壳聚糖（3%，，W/V，去乙酰度83%，溶于冰醋酸中）溶液。移取25μl GOD溶液（5mg/ml）加入5ml的烧杯中，用铂丝以一个方向搅拌，缓慢加入2ml壳聚糖溶液并不断用铂丝搅拌，缓缓加入100μl戊二醛（1%，V/V），以戊二醛加完开始计时，铂丝浸泡8-10 min，取出干燥后浸入聚氨酯溶液（聚氨酯溶于四氢呋喃：N,N-二甲基甲酰胺=9:1的溶剂中）中2a左右迅速取出在空气中静置5 min，然后放入磷酸缓冲溶液（pH=6.8）中，在4℃的冰箱中保存备用。外层扩散限制膜的厚度通过不同浸渍次数和不同聚氨酯溶液浓度来控制。 1.3．葡萄糖传感器响应测试 测试条件为pH=6.8，温度t=37℃，工作电压=0.7V。参比电极为Ag/AgCl电极，在测试前葡萄糖传感器磷酸缓冲液中稳定2h以获得稳定的背底电流。葡萄糖溶液配制好后放置过夜以产生旋光性。 2．结果与讨论 不同聚氨酯浓度及不同浸渍次数条件下的葡萄糖传感器对葡萄糖的响应曲线如图所示。图1为聚氨酯浓度为5%（W/V）浸渍不同次数的葡萄糖传感器的响应曲线图。由图可以看出，随着浸渍次数的增加，响应的线性范围逐渐增加，浸渍4次的响应线性范围达到16.7mM，而响应电流随着浸渍次数的增加而下降。 图2为聚氨酯浓度为6.5%（W/V）浸渍不同次数的葡萄糖传感器的响应曲线图。由图可以看出，随着浸渍次数的增加，响应线性范围逐渐增加，浸渍4次的响应线性范围达到22.2mM，而响应电流随着浸渍次数的增加而下降。 图3为聚氨酯浓度为8%（W/V）浸渍不同次数的葡萄糖传感器的响应曲线图。由图可以看出，随着浸渍次数的增加，响应线性范围逐渐增加，浸渍4次的响应线性范围达27.8mM，响应电流随浸渍次数的增加而下降。图4为聚氨酯浓度为10%（W/V）浸渍不同次数的葡萄糖传感器的响应曲线图。由图可以看出，随着浸渍次数的增加，响应线性范围逐渐增加，浸渍4次的响应线性范围达33.3mM，响应电流随浸渍次数的增加而下降。对同一浸渍次数的葡萄糖传感器，随着聚氨酯浓度的增加，响应线性范围逐渐增加。

葡萄糖传感器是目前应用于体育训练中的生物传感器。