[发明专利]一种化学发光传感器及采用该传感器检测葡萄糖的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种化学发光传感器及采用该传感器检测葡萄糖的方法。可应用于临床中葡萄糖的检测。

背景技术：

化学发光（chemiluminescence，CL）是指某些化学反应发射光的现象，通常为氧化还原反应。化学发光分析法因其不需要外来的激发光源，因此不存在背景干扰，使其具有很高的灵敏度，检出限可达10^-21-10^-12mol。并且该法线性范围宽（3-6个数量级），仪器设备简单、操作方便、廉价、易自动化，成为分析化学中一个十分活跃的研究热点。近年来，由于化学发光传感器在一定程度上能提高催化剂的稳定性和催化活性、并且其操作简便、仪器简单、环境友好、低耗等优点引起了人们的广泛关注。

葡萄糖的定量分析在临床医学、生物化学、食品科学等领域有极其重要的作用。目前的测定方法主要有分光光度计、电流测定法、高效液相色谱法及毛细管电泳法。但是，这些方法通常需要复杂的前处理过程，分析速度慢，并且仪器设备成本较高，不利于推广。与之相比，化学发光法具有检测速度快、选择性好、体积小、易操作，仪器简单等优点。化学发光法检测葡萄糖是利用葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖生成葡萄糖酸和过氧化氢，过氧化氢在催化剂存在的条件下能够氧化鲁米诺产生发光，其发光强度与过氧化氢的浓度成正比例关系，基于此反应对葡萄糖浓度进行定量检测。

随着技术的发展，化学发光生物传感器逐渐地应用于葡萄糖的测定。Lan等人[Biosens.Bioelectron.,2008,24,934-938]将金纳米及辣根过氧化物酶固定在二氧化硅凝胶上，通过流动鲁米诺测定人血清中的葡萄糖。Li等人[Anal.Biochem.,2008,374,64-90]通过戊二醛将葡萄糖酶和辣根过氧化物酶固定在蛋壳上，并测定人血清中的葡萄糖。该方法虽有突出的优点，但仅能固定化学发光试剂或是催化剂，这样即浪费了资源，也造成了一定的环境危害[Anal.Chem.,2002,74,1269-1274;Anal.Chem.,2008,374,64-70]。

目前，同时将葡萄糖氧化酶，化学发光试剂（鲁米诺）和催化剂同时固定在一起还鲜有报道。并且存在着检测范围较小，响应时间较长、抗干扰能力较弱及寿命较短等问题。其主要原因是葡萄糖氧化酶的反应基质是弱酸性或中性条件，而鲁米诺的最佳化学发光反应的基质为碱性溶液[Anal.Chem.,2012,84(5):2410-2415]。由于二者的反应pH值不同，如果保证了葡萄糖氧化酶的活性就确保不了鲁米诺的使用，保证了鲁米诺的条件，酶的活性就大大地降低，因此无法将二者固定在同一根柱子上。拓宽鲁米诺的pH值的使用范围，提高传感器的检测范围和灵敏度是亟待解决的问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种化学发光传感器及采用该传感器检测葡萄糖的方法。通过将葡萄糖氧化酶、化学发光试剂（鲁米诺）和催化剂（镁铝碳酸根水滑石）同时固定，拓宽鲁米诺化学发光反应条件，使其从传统的碱性基质扩充至弱酸性的基质中，并保证化学发光传感器的灵敏度及使用寿命。并兼具操作简单，成本低，线性范围宽等特点。

本发明提供的一种化学发光传感器，采用由二氧化硅凝胶和壳聚糖组成的交联剂交联固定葡萄糖氧化酶、辣根过氧化物酶和吸附了鲁米诺的镁铝碳酸根水滑石，将得到的混合物填充于石英管内，石英管两端填充玻璃棉，构成化学发光传感器；其中化学发光传感器具体制备方法如下：

A：将镁铝碳酸根水滑石（[Mg_1-xAl_x(OH)₂]^x+(CO₃)_x/2·yH₂O，0.17≤x≤0.34，y为结晶水的数量）浸入浓度为1×10^-4-1×10^-2mol/L鲁米诺水溶液中，混合，充分吸附，经过滤，常温干燥得到黄绿色的产物，产物中镁铝碳酸根水滑石与鲁米诺的质量比为(100-600):1；