[发明专利]乳酸生物传感器

权利要求书

1.一种乳酸生物传感器，其特征在于，包括基体(4)、碳工作电极(5)、碳对电极(3)、参比电极(2)和乳酸传感膜(6)，所述碳工作电极(5)为氨基化的石墨印刷电极，所述乳酸传感膜(6)由建立电子传递网络的乳酸氧化酶经双功能化学交联剂化学交联后在碳工作电极(5)表面形成，所述建立电子传递网络的乳酸氧化酶由电化学活化的乳酸氧化酶经羧基化的纳米材料修饰制得。

2.如权利要求1所述的乳酸生物传感器，其特征在于，所述电化学活化的乳酸氧化酶由氧化还原小分子共价键合到乳酸氧化酶上制得。

3.如权利要求2所述的乳酸生物传感器，其特征在于，所述氧化还原小分子为带有游离氨基的金属络合物，所述金属为铜、铁、镍、钌和锇中的至少一种。

4.如权利要求1所述的乳酸生物传感器，其特征在于，所述双功能化学交联剂为戊二醛、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、聚(二甲基硅氧烷)-二缩水甘油醚、四环氧丙基-4、4-二氨基二苯甲烷、聚乙二醇二縮水甘油醚或4-(2,3-环氧丙氧基)-N,N-二(2,3-环氧丙基)苯胺。

5.如权利要求1所述的乳酸生物传感器，其特征在于，所述羧基化的纳米材料为带有游离羧基的碳纳米管、金属纳米材料、导电玻璃纳米材料、导电高分子、纳米碳或石墨烯。

6.如权利要求1-5任一所述的乳酸生物传感器，其特征在于，所述乳酸传感膜(6)的制备方法如下，

S1：将1-10mg/mL的乳酸氧化酶在含有3-8mol/L的盐酸胍的PBS缓冲溶液中于4℃培养8-24h，将乳酸氧化酶充分展开；

S2：加入1-10mg/mL的氧化还原小分子，再依次加入0.2-10mmol/L的碳化二亚胺和0.1-1mmol/L的N-羟基琥珀酰亚胺，充分混合后于4℃反应8-24h，反应结束后进行分离和提纯得到电化学活化的乳酸氧化酶；

S3：向电化学活化的乳酸氧化酶中依次加入0.2-10mg/mL的羧基化的纳米材料、0.2-10mmol/L的碳化二亚胺和0.1-1mmol/L的N-羟基琥珀酰亚胺，充分混合后于4℃反应8-24h，反应结束后再次分离和提纯得到修饰过的乳酸氧化酶；

S4：将2-20mg/mL修饰过的乳酸氧化酶在PBS缓冲溶液与0.1-5％的双功能化学交联剂溶液进行充分混合，30-180min后将混合溶液涂布于碳工作电极(5)表面形成所述乳酸传感膜(6)。

7.如权利要求6任一所述的乳酸生物传感器，其特征在于，所述步骤S4中利用滴落涂布法、旋转镀膜法、喷涂法或浸渍提拉法将混合溶液涂布于碳工作电极(5)表面。

8.如权利要求1-5任一所述的乳酸生物传感器，其特征在于，所述乳酸生物传感器的碳工作电极(5)、参比电极(2)和部分碳对电极(3)的外表面覆盖有半透膜或生物相容性膜。

9.如权利要求8所述的乳酸生物传感器，其特征在于，所述生物相容性膜为聚丙烯酸酯薄膜。

10.如权利要求9所述的乳酸生物传感器，其特征在于，所述聚丙烯酸酯薄膜的制备方法如下，

A：聚丙烯酸酯的合成

A1、将5-500mL的丙烯酸酯、10-1000mL的无水乙醇和1-100mL的水混合，氩气除氧10-60min；

A2、加入10-1000mg的过硫酸钠，置于密闭容器中，在50-75℃的条件下反应10-40h；

A3、加入500-5000mL丙酮沉淀聚丙烯酸酯，并离心分离；

A4、加乙醇溶解步骤A3所得沉淀物，再加入500-5000mL丙酮沉淀，并离心分离；

A5、重复步骤A42-6次，最后将沉淀物在60-120℃真空干燥8-24h，得到所述聚丙烯酸酯；

B：聚丙烯酸酯薄膜的涂布

将50-300mg/mL的聚丙烯酸酯的醇溶液均匀地涂布在乳酸生物传感器碳工作电极(5)、参比电极(2)和部分碳对电极(3)的外表面，干燥形成所述聚丙烯酸酯薄膜。