本發(fā)明涉及生物檢測領域,尤其涉及自修復抗干擾膜及其制備方法和應用。
背景技術:
1、葡萄糖是人體內(nèi)最直接的能量來源之一,其在血液中的濃度經(jīng)常作為人體健康狀況和臨床診斷的評價指標之一。葡萄糖的測定對于人體健康狀況管理和臨床診治具有重要意義。當前酶電極傳感器檢測是葡萄糖檢測的主要方法。其一般原理是樣本中的葡萄糖在酶膜里面的葡萄糖氧化酶催化作用下,生成葡萄糖酸和過氧化氫,過氧化氫在恒電位下產(chǎn)生電流信號,該電流信號可與樣本中的葡萄糖濃度在一定范圍內(nèi)成線性關系。
2、血液中的電化學活性物質(zhì),如對乙酰氨基酚、尿酸、抗壞血酸等會在小于工作電位下發(fā)生氧化還原反應產(chǎn)生電信號,從而對這類傳感器造成嚴重干擾。
3、相關研究者在電極最內(nèi)層額外涂覆一層抗干擾膜來降低干擾,如醋酸纖維素膜。由于葡萄糖傳感器一般是微電極絲,這種方案難以控制膜厚,增加了工藝復雜性,且批間重現(xiàn)性較差。另一些研究者使用電聚合的方案來制作抗干擾層,如使用含有噻吩、咔唑和三苯胺等電活性基團的單體進行電聚合。這類聚合物膜層,其分子結(jié)構(gòu)在工作過程中會逐漸被破壞,需要定期補充單體進行電聚合修復。在實際應用中,這將顯著復雜化儀器制造工藝,增加成本。
技術實現(xiàn)思路
1、有鑒于此,本發(fā)明提供了自修復抗干擾膜及其制備方法和應用。本發(fā)明設計一種可自修復的抗干擾膜層,出廠前一次性完成電聚合。降低了儀器復雜性和工藝成本,且沒有后續(xù)的修復程序?qū)τ脩舻氖褂迷斐烧加门艛D。另外,相比于涂覆的方式,電聚合可以通過控制單體濃度,電聚合參數(shù)等形成理想膜厚度,工藝重現(xiàn)性良好。
2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的,本發(fā)明提供以下技術方案:
3、本發(fā)明提供了組合物,包括:抗干擾單體和干擾物共聚單體;
4、所述抗干擾單體包括:鄰苯二胺、對苯二胺和間苯二胺中的任意一種;
5、所述干擾物共聚單體包括:對乙酰氨基酚。
6、在本發(fā)明的一些實施方案中,上述組合物中,所述抗干擾單體為:鄰苯二胺;所述干擾物共聚單體為:對乙酰氨基酚。
7、在本發(fā)明的一些實施方案中,上述組合物中,所述抗干擾單體和所述干擾物共聚單體的摩爾比為1:1。
8、本發(fā)明還提供了上述組合物在制備血糖傳感器中抗干擾膜中的應用。
9、本發(fā)明還提供了抗干擾膜,包括:第一電聚合膜和第二電聚合膜;
10、所述第一電聚合膜包括:上述組合物中的所述抗干擾單體;具體而言,所述第一電聚合膜由上述組合物中的所述抗干擾單體形成;
11、所述第二電聚合膜包括:上述組合中的所述抗干擾單體和所述干擾物共聚單體;具體而言,所述第二電聚合膜由上述組合物中的所述抗干擾單體和所述干擾物共聚單體形成。
12、在本發(fā)明的一些實施方案中,上述抗干擾膜中,所述第一電聚合膜和所述第二電聚合膜中所述抗干擾單體相同。
13、在本發(fā)明的一些實施方案中,上述抗干擾膜中,所述第一電聚合膜和所述第二電聚合膜中,所述抗干擾單體的濃度為60~70mm;
14、所述第二電聚合膜中,所述干擾物共聚單體的濃度為60~70mm。
15、在本發(fā)明的一些實施方案中,上述抗干擾膜中,所述第一電聚合膜和所述第二電聚合膜中,所述抗干擾單體的濃度為60mm或70mm;
16、所述第二電聚合膜中,所述干擾物共聚單體的濃度為60mm或70mm。
17、本發(fā)明還提供了上述抗干擾膜的制備方法,將所述第一電聚合膜和所述第二電聚合膜分別電聚合到電極體系,獲得所述抗干擾膜。
18、在本發(fā)明的一些實施方案中,上述制備方法中,所述電聚合的電位為600mv,時間為10min。
19、在本發(fā)明的一些實施方案中,上述制備方法中,所述電極體系包括:工作電極、對電極和參比電極。
20、本發(fā)明還提供了上述抗干擾膜和/或上述制備方法獲得的抗干擾膜在制備血糖傳感器中的應用。
21、本發(fā)明還提供了血糖傳感器,包括:上述抗干擾膜和/或上述制備方法獲得的抗干擾膜。
22、在本發(fā)明的一些實施方案中,上述血糖傳感器,還包括:酶層和外層。
23、具體而言,上述血糖傳感器包括:電極、設置在所述電極上的第一電聚合膜、設置在所述第一電聚合膜上的第二電聚合物膜、設置在所述第二電聚合物膜上的酶層和設置在所述酶層上的外層;
24、所述第一電聚合膜由抗干擾單體形成;所述抗干擾單體包括:鄰苯二胺、對苯二胺和間苯二胺中的任意一種;
25、所述第二電聚合膜由抗干擾單體和干擾物共聚單體形成;所述抗干擾單體包括:鄰苯二胺、對苯二胺和間苯二胺中的任意一種;所述干擾物共聚單體包括:對乙酰氨基酚。
26、在本發(fā)明的一些實施方案中,上述血糖傳感器中,所述第一電聚合膜和所述第二電聚合膜中所述抗干擾單體相同。
27、在本發(fā)明的一些實施方案中,上述血糖傳感器中,所述第二電聚合膜中,所述抗干擾單體和所述干擾物共聚單體的摩爾比為1:1。
28、在本發(fā)明的一些實施方案中,上述血糖傳感器中,所述酶層包括:葡萄糖氧化酶:10%、牛血清白蛋白:10%、聚乙烯吡咯烷酮:1%、戊二醛:1%和0.02mol/l磷酸緩沖液:78%。
29、在本發(fā)明的一些實施方案中,上述血糖傳感器中,所述外層包括:聚氨酯:4%、聚氯乙烯:1%和吡啶:95%。
30、本發(fā)明提供了組合物,包括:抗干擾單體和干擾物共聚單體;
31、所述抗干擾單體包括:鄰苯二胺、對苯二胺和間苯二胺中的任意一種;
32、所述干擾物共聚單體包括:對乙酰氨基酚。
33、本發(fā)明提供了一種自修復的血糖傳感器抗干擾膜層制備方法,具體地,該方法包括兩層電聚合抗干擾層。第一層為普通的電聚合抗干擾層,第二層為更加致密的共聚物抗干擾層。
34、當傳感器在測量樣本時,兩層抗干擾膜將血液中的小分子活性干擾物阻擋在電極外面,使之無法產(chǎn)生干擾信號。在工作狀態(tài)下,抗干擾膜層的分子結(jié)構(gòu)可以進行自修復,以保證傳感器在壽命期(30天)內(nèi)都具有抗干擾性。其自修復工作原理如下:
35、本發(fā)明還提供了上述血糖傳感器的制備方法,包括以下步驟:
36、s1)在電極上依次形成所述第一電聚合膜和第二電聚合膜,得到設置有自修復抗干擾膜的電極;
37、s2)在步驟s1)得到的電極上依次形成酶層和外層,得到所述血糖傳感器。
38、本發(fā)明首先在電極上依次形成所述第二電聚合膜和第一電聚合膜,得到設置有抗干擾膜的電極;具體而言是通過電聚合在電極上依次形成所述第二電聚合膜和第一電聚合膜,所述電聚合的電位為600?mv,時間為10?min。在本發(fā)明的某些實施例中,將電極浸泡在上述抗干擾單體的醋酸鈉緩沖液中,使用計時電流法在600?mv電位下電聚合10?min,在電極上形成所述第二電聚合膜;再將所得到的電極浸泡在上述抗干擾單體和上述干擾物共聚單體的醋酸鈉緩沖液中,使用計時電流法在600?mv電位下電聚合10?min,得到設置有抗干擾膜的電極;
39、本發(fā)明得到設置有抗干擾膜的電極后,在得到的電極上依次形成酶層和外層,得到所述血糖傳感器。具體而言,在所述設置有抗干擾膜的電極上滴覆固定化酶液,自然晾干后形成酶層,最后滴覆聚氨酯溶液,自然晾干后形成外層。
40、傳感器工作時,電聚合抗干擾膜層中的單體在持續(xù)緩慢損耗,然而在臨床樣本中,患者血液中可能含有各類干擾物。由于本發(fā)明的傳感器工作電位和抗干擾膜層電聚合電位相同(600?mv),當干擾物對乙酰氨基酚進入到第二層抗干擾膜層表面時,該膜層發(fā)生電聚合,將樣本中的部分對乙酰氨基酚補充到膜層損耗的單體位置。同時第一層抗干擾膜層中的單體也有微量損耗,當其向外擴散時被第二層抗干擾物膜層攔截,部分單體繼續(xù)在第二層抗干擾物膜層表面發(fā)生電聚合,補充到第二層膜層損耗的對應單體位置。這種可修復的且致密的第二層抗干擾膜層為第一層抗干擾物膜層提供了保護。從而形成了穩(wěn)定的抗干擾體系,為傳感器提供了持久有效的抗干擾性。
41、該傳感器在出廠前即可完成一次性的抗干擾膜層電聚合,無需在終端時使用特定的電聚合溶液包,啟動復雜程序進行定期的電聚合修復。大大簡化了儀器制造工藝,降低成本。并且不會對臨床測試造成占用排擠。