[发明专利]一种生物导电复合膜及其在检测葡萄糖中的应用

说明书

本发明材料领域，具体涉及一种生物导电复合膜及其在检测葡萄糖中的应用。本发明对SS/DHMC薄膜进行材料改进，以获得良好的电化学性能，用于制作传感器以检测汗液中葡萄糖。本发明的生物导电复合膜SS/DHMC/10％AuNPs‑AMWCNTs具有良好的电化学稳定性和温度稳定性，能直接作为葡萄糖检测器的柔性电极，通过催化葡萄糖使其导电复合膜产生电化学响应，产生电化学变化值检测葡萄糖的浓度。

技术领域

本发明涉及材料领域，具体涉及一种生物导电复合膜及其在检测葡萄糖中的应用。

背景技术

糖尿病目前是无法治愈的疾病，实时监测糖尿病患者的血糖水平，可避免进加重病情和心脑血管危害。因此，准确监测血糖在控制糖尿病的临床诊断中具有重要的科学技术意义。此外，快速，灵敏和可靠的葡萄糖传感对于环境污染控制，生物技术和食品工业中的分析应用也很重要。血浆葡萄糖是汗液中葡萄糖的主要来源，汗液葡萄糖可反映人体血糖状态：血液中300mg/dL葡萄糖对应于汗液中0.3mM葡萄糖(正常范围为0.1-50mg/dL)。

临床上通常使用血糖仪监测血糖。血糖仪分为两种类型：光电型和电极型；后者因其更科学的测试原理被广泛研究。因此，基于电化学的电极型血糖仪类型占商用手持式生物传感器市场的85％。因为血糖仪依赖于有创血液测试，所以这种类型的测试通常伴随着反复抽血带来的疼痛和不适。随着技术的发展，微型，便携式，稳定且无创的柔性测试设备可以更好地满足人们的需求。而对葡萄糖传感器的研究也从第一代的酶传感器到第四代的非酶葡萄糖传感器；一直不断的研究以期实现高灵敏、高选择性，低检测限，便捷及廉价的葡萄糖传感技术。尽管在非酶葡萄糖检测领域取得了许多研究成果，但是在生理条件下监测葡萄糖仍是巨大挑战，从而限制了它们的临床适用性。一方面，利用某些贵金属材料与葡萄糖相互作用时，其物理化学性质发生变化产生电极表面的电子传递过程，因此电极对葡萄糖产生电化学响应，以实现葡萄糖的检测。例如Pt和Pb材料在中性缓冲液中对葡萄糖分子显示出很高的催化性能，通过催化氧化葡萄糖形成葡萄糖酸内脂以产生电极与金属间的电子转移，从而引起电流的变化。然而在催化氧化葡萄糖的过程中其中性缓冲液中的Cl^-和中间产物会吸附于电极表面，导致较差的灵敏度和稳定性，不利于传感界面的电化学反应。尽管也开发了廉价的铜基混合材料在中性条件下对葡萄糖有较高的传感性能，但因其检测限限制仍然无法实现汗液中的检测。此外，混合纳米材料的制备过程比单一金属的制备过程更为复杂且耗时。

因此，需要对材料的创新，克服上述诸多技术难题，从而制备出灵敏度高、稳定性强且制作成本低廉的葡萄糖传感器，SS/DHMC薄膜的截面为多孔结构，表面光滑，能够表现出良好的力学性能和吸水性能的潜力，具有有效转移电子的潜力，但是其导电较差，亟需对SS/DHMC薄膜进行材料改进，以获得良好的电化学性能，用于传感器的制作。

发明内容

本发明为了解决上述问题，提供了一种生物导电复合膜，利用其对葡萄糖的催化性能和良好的电化学性能，可以直接作为柔性电极使用，用以制备检测葡萄糖的传感器。

本发明目的之一在于提供一种生物导电复合膜，该生物导电复合膜对葡萄糖具有良好的催化性能。

一种生物导电复合膜，所述生物导电复合膜由丝胶(SS)、二醛羟丙基甲基纤维素(DHMC)、AuNPs和氨基化多壁碳纳米管(AMWCNTs)组成。

具体的，所述复合膜中的金纳米颗粒修饰的氨基化多壁碳纳米管(AuNPs-AMWCNTs)的质量占比为10％。

10％金纳米颗粒修饰的氨基化碳纳米管含量的复合膜在pH＝7.4的PBS环境下的电化学响应最大，拥有检测葡萄糖的极大潜力，具有良好的选择性，良好的温度稳定性。

本发明目的之二在于保护上述技术方案中所述的生物导电复合膜制备得到的葡萄糖传感器。

具体的，所述葡萄糖传感器的柔性电极为SS/DHMC/10％AuNPs-AMWCNTs。