[发明专利]一种静电纺丝葡萄糖探测膜及其制备方法

说明书

本发明属于生物传感器领域，涉及葡萄糖探测组件，特别是指一种静电纺丝葡萄糖探测膜及其制备方法。包括具备生物相容性的静电纺丝元件以及与该静电纺丝元件固定结合的葡萄糖氧化酶，该静电纺丝元件包括复数个由生物相容性材料制成的静电纺丝纤维，所述葡萄糖氧化酶固定结合于各静电纺丝纤维，所述静电纺丝纤维的材质采用聚乙烯醇；本发明利用热交联或戊二醛蒸汽交联制备工艺，以使得葡萄糖氧化酶与静电纺丝元件产生较好的固定连接效果，大幅提升探测灵敏度。

技术领域

本发明属于生物传感器领域，涉及葡萄糖探测组件，特别是指一种静电纺丝葡萄糖探测膜及其制备方法。

背景技术

生物传感器是一种由固定化的生物敏感材料作识别元件如酶、抗体、抗原微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质，适当的理化换能器以及信号放大装置等构成的分析工具或系统，是一种用以探测生物体内、外环境化学物质或特异性交互作用后产生回应的一种装置。其中，葡萄糖传感器是许多生物感测器的研究重点，其应用范围广泛，从具有医疗用途的血糖检测装置，到食品分析应用领域，同时它也提供了研发新型生物传感器的技术平台。由于现代人饮食过量又缺乏运动，使得糖尿病的发病率不断攀升。据估计2018年全国糖尿病患者数为1.14亿人；约每10个人中就有1个糖尿病患者。而目前诊断糖尿病主要依据血糖值高低，患者可以借此控制血糖，因此便携性生物传感器显得格外重要，此类传感器优点在于无需昂贵复杂的仪器设备，同时具有快速的信号反应，加上电化学法的便利性有助于普及化，所以成为现今研究发展的热门课题。

目前，用来进行葡萄糖探测的主要方式为葡萄糖检测试纸，该葡萄糖感测试纸一般为层状组织，其包含一基材以及固定铺设在该基材上的一电极、一阻绝层、一检测层、一附着层及一亲水层，该葡萄糖感检测试纸的检测层接触待测液体之后，其探测结果的电信号由电极传导而出。

然而，现有技术中常规的检测层一般采用传统高分子薄膜的制造方式制成，其一般具有平滑的表面结构，使其比表面积受到限制而使其感测灵敏度不佳，通过该电极传导而出的电信号相当微弱，使葡萄糖传感器的检测结果可能出错，造成误诊，更因为需要经常重测而因此影响使用的便捷性。

发明内容

为解决现有技术中葡萄糖检测技术灵敏度不佳、容易造成误诊、使用不便等技术问题，本发明提供一种静电纺丝葡萄糖探测膜及其制备方法，利用静电纺丝聚乙烯醇制作了一种具有高比表面积的纳米纤维膜，大幅提升葡萄糖生物检测灵敏度。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种静电纺丝葡萄糖探测膜，包括静电纺丝元件及与静电纺丝元件固定结合的葡萄糖氧化酶；其中静电纺丝元件为包含复数个由生物相容性材料制成的静电纺丝纤维；其中生物相容性材料为聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮或聚氧化乙烯；所述固定结合指葡萄糖氧化酶与静电纺丝元件以热处理交联或以戊二醛蒸汽交联而产生的交联结合。

所述的静电纺丝葡萄糖探测膜的制备方法，步骤如下：

（1）以生物相容性材料为原料制备纺丝液，通过静电纺丝方法制备静电纺丝元件；

（2）将步骤（1）制备的静电纺丝元件置于葡萄糖氧化酶溶液中进行拉涂；

（3）经步骤（2）处理的静电纺丝元件，经交联工艺，静电纺丝元件中的纺丝纤维与葡萄糖氧化酶交联，得到静电纺丝葡萄糖探测膜。

所述步骤（1）中纺丝液中生物相容性材料的质量体积比为12-18%。

所述步骤（2）中葡萄糖氧化酶溶液的质量体积比为20%，温度为36-60℃，时间为45min。

所述步骤（3）中交联工艺为热处理交联或戊二醛蒸汽交联，其中热处理交联温度130℃-160℃，时间60min，戊二醛蒸汽交联的温度设置为25℃，时间设置在10-60min。

所述的静电纺丝葡萄糖探测膜的制备方法，步骤如下：