[发明专利]一种纤维素基葡萄糖传感器材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种纤维素基葡萄糖传感器材料及其制备方法，属于葡萄糖检测技术。本发明提出一种纤维素基葡萄糖传感器材料，包含以葡萄糖氧化酶或类似物为成分的酶、显色剂和三维网状结构的纤维素基体，所述酶通过化学键键合于所述纤维素基体，所述显色剂通过物理吸附分散于所述纤维素基体表面。纤维素基体的三维网状结构比表面积较大，在酶的固定中发挥了重要作用，获得了较高的酶载量，有效地保持了酶的活和检验葡萄糖的灵敏度。酶通过化学键键合于纤维素基体上酶固定的牢固，制备过程简单，制备的材料灵敏度高。

背景技术

本发明涉及葡萄糖检测技术，尤其涉及一种纤维素基葡萄糖传感器材料及其制备方法。

背景技术

纤维素是地球上最常见的有机化合物，占植物界碳含量的50%以上。其中，棉花的纤维素含量高达90%，为天然的最纯纤维素来源。纤维素及其衍生化产品已经广泛应用于纺织、造纸、化工、食品、生物和医学等诸多领域。纤维素作为一种取之不尽、用之不竭的可再生资源，在工业应用中具有不可替代的优势。用纤维素为原料制备的产品具有无毒无害、良好的生物相容性和生物可降解性以及成本低的特点，进一步开发和利用纤维素资源对开发新能源、发展新型材料和改善生态环境等都具有重要意义。

当前，糖尿病在世界范围内以前所未有的速度增长，在过去二十年中已成为严重的健康问题，这也是20-79岁年龄段人群的主要死亡原因之一。由于其发病率迅速上升，世界卫生组织（WHO）宣布它为全球性流行病。中国是世界上糖尿病病人最多的国家，目前中国有1.1亿糖尿病患者，而在2011年时这一数字是9000万。糖尿病患者的一个很重要的指标就是高血糖，尽管目前有很多精密仪器用来检测人体血糖，但高昂的测试费用和特定的场所给人们带来了很多的不便。目前，纸基类生物传感器材料已经受到越来越多的学者和社会的关注，

纤维素膜表面通过修饰一些新基团或高分子链，能提高其界面性能，应用于生物载体、吸附、传感器等领域。在专利号为CN201710641176.9的专利中公开了一种以细菌纤维素和藻类凝絮体为载体固化的葡萄糖氧化酶的制备方法，具体制备方法为：将葡萄糖氧化酶加入到细菌纤维素溶液中，振荡挥发溶剂，密封，低温静置，取出，得到吸附葡萄糖氧化酶的细菌纤维素溶液；将藻类生物质中加入吸附葡萄糖氧化酶的细菌纤维素溶液，顺序投入阴离子聚合物和阳离子表面活性剂，或者阳离子聚合物和阴离子表面活性剂，低速搅拌，过滤截留得到藻类凝絮体包覆的葡萄糖氧化酶；将藻类凝絮体固定的葡萄糖氧化酶加入到溶剂中，加入助剂，混合均匀，得到以细菌纤维素和藻类凝絮体为载体固化的葡萄糖氧化酶。本发明的葡萄糖氧化酶通过吸附作用吸附于纤维素基体上，酶在基体上的稳定性差，载酶量低，酶的活性低，不利于长期保存。现有技术中用于检测葡萄糖的器件，检测灵敏度低，设备使用较为繁杂。

发明内容

为解决现有技术中检测葡萄糖的器件，检测灵敏度低，载酶量低，酶的稳定性和附着性差的技术问题，本发明提出一种纤维素基葡萄糖传感器材料，包含以葡萄糖氧化酶或类似物为成分的酶、显色剂和三维网状结构的纤维素基体，所述酶通过化学键键合于所述纤维素基体，所述显色剂通过物理吸附分散于所述纤维素基体表面。

酶通过化学键固定在纤维素基体上，显色剂吸附于纤维素基体表面，在检测葡萄糖时在葡萄糖氧化酶的作用下产生葡萄糖酸和过氧化氢，再进而和显色剂反应进行显色，通过颜色的深浅辨别葡萄糖的含量高低。纤维素的三维网状结构孔隙率很高利于酶的附着。

本发明还提出一种上述纤维素基葡萄糖传感器材料的制备方法，包括以下步骤。

将纤维素膜在强氧化剂中进行氧化改性，得到带有醛基的改性纤维素膜。