专利名称：负载有多层葡萄糖脱氢酶磁性纳米微球的电极的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种医疗用检测电极，尤其涉及一种负载有多层葡萄糖脱氢酶磁性纳米微球的，通过检测唾液中糖分浓度进而获得人体血糖数据的电极。
背景技术：
血糖检测过程由化学反应转化为电信号的基本过程，原理是由含有葡萄糖分子的反应液(如唾液、血液等体液)在葡萄糖反应酶(如葡萄糖脱氢酶、葡萄糖氧化酶)的催化下进行化学分解反应，从而释放出带电粒子(如氢氧根离子、氢离子及电子)，带电粒子通过电极及连接电极的导线将带电粒子传输到电信号检测系统，根据所产生的电流大小判断反应强度，反应强度大则反应剧烈，葡萄糖含量就高；反之亦然。现有技术中，酶层主要采用在电极上直接涂布反应液的办法，即直接将葡萄糖反应酶溶液涂在电极表面，为提高反应酶的附着强度，一般是将饱和葡萄糖反应酶溶液制成易于涂布的具有一定粘性的溶液，利用高速旋涂设备，在电极表面进行多次喷洒式旋涂。或利用丝网印刷的方式，在电极表面进行多次涂布。无论是旋涂或丝网印刷，其电极修饰均需要进行多次操作，无法用一道工序一次性完成。葡萄糖反应酶溶液无论其溶解度有多高，反应酶都是不规则的分散在溶液中的，因此涂布到电极表面以后将形成反应酶的不均匀分布，而且每个分布点的酶含量较低。葡萄糖反应酶在电极表面很难形成堆叠结构，即在某一反应点只有少量反应酶存在，在葡萄糖分解反应中很容易被消耗殆尽，该点反应进行完毕后，局部虽然形成了葡萄糖的低浓度区，葡萄糖分子会向这一反应区渗透，但由于反应酶没有可补偿性，改点不在具有反应酶，因此反应没有持续性。导致产生的电流小，且持续时间短，难于检测判断。
实用新型内容本实用新型针对以上问题，而提出的一种负载有多层葡萄糖脱氢酶磁性纳米微球的电极，具有多层结构位于电极最下方、起承托作用的衬底；覆盖于所述衬底上表面的电极；使用提拉法涂覆在所述电极上表面的第一纳米微球层，其具有单层的纳米微球；覆盖于所述第一层纳米微球上方，通过磁力与第一层纳米微球相互吸附的第二纳米微球层，其具有多层通过磁力相互吸引堆砌的纳米微球。第一纳米微球层的各纳米微球之间具有供葡萄糖分子通过的空隙。第二纳米微球层中的各微球之间具有供葡萄糖分子通过的空隙。纳米微球的表面负载有葡萄糖分子。由于采用了上述技术方案，本实用新型提供的负载有葡萄糖脱氢酶的磁性纳米微球的电极，具有如下优点1.反应效率提高，带酶层的纳米粒子反应体系由于纳米表面呈球状，比表面积远大于平面结构，单位体积内可以负载更多的反应酶，使得反应效率更高，反应强度更大。2.自组装形成的纳米颗粒堆砌结构，使得区域内葡萄糖反应更为彻底，可以产生的更大强度的生物电流。3.堆砌结构的纳米微粒体系，使得反应时间较传统方法更为持久，可以提供更大、更持久的电流，使得电流检测精度更高。4.由于更大的电流，产生电流的时间更持久，因此本技术可以用于检测浓度更低的葡萄糖溶液。如传统检测技术仅能应用于血液，本技术可用于葡萄糖浓度远低于血液的唾液(唾糖含量仅为血糖含量的1%)中葡萄糖含量的检测。
为了更清楚的说明本实用新型的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本实用新型的结构示意图图2为本实用新型电极表面纳米微球堆砌结构的SEM图像图3为本实用新型电极反应体系示意图
具体实施方式
为使本实用新型的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚完整的描述如图1所示一种负载有多层葡萄糖脱氢酶磁性纳米微球的电极，具有多层堆砌的结构，依次具有位于电极最下方、起承托作用的衬底4。在衬底4的上表面覆盖有电极
3。在电极3的上表面通过提拉法覆盖有第一纳米微球层1，所述的第一纳米微球层I具有单层结构，多个纳米微球均匀的涂覆在电极上，每个纳米微球的表面都负载葡萄糖脱氢酶。所述的纳米微球之间留有可以供葡萄糖分子通过的间隙。在第一纳米微球层I的上方，覆盖有第二纳米微球层2，作为一个较佳的实施方式将由所述衬底4、电极3和第一纳米微球层I制成的涂膜基片竖直浸入盛有含有纳米微球混合溶液的反应器，给反应器施加一个水平的磁场，反应一段时间后，通过磁性纳米微球的自组装，即可在所述第一纳米微球层I的上表面形成一个稳定的，具有多层纳米微球堆砌结构的第二纳米微球层2，同样的，第二纳米微球层2中的纳米微球都负载有葡萄糖分子，纳米微球之间留有可以供葡萄糖分子通过的空隙。有图3所示有本实用新型的电极的实际反映体系如下在某一区域首先由处在该区域的葡萄糖在反应酶的催化下反应，释放出带电粒子。由于反应该区域形成葡萄糖的低浓度区，反应液中的葡萄糖由于扩散原理向低浓度区不断扩散，在耗尽首层的全部反应酶后，可以通过堆砌微粒的缝隙(葡萄糖分子尺寸原小于纳米颗粒尺寸)向下层渗透，在下层纳米颗粒表面反应酶的催化下继续反应，再次形成低浓度区，从而不断重复首层反应区域内实现的反应，直至最下层。此反应体系远优于传统技术中单层酶结构的电极，可以最大限度提高反应效率，并提高持续稳定的电流输出。[0026]以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式
，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种负载有多层葡萄糖脱氢酶磁性纳米微球的电极，具有多层纳米微球的堆砌结构，包括: 位于电极最下方、起承托作用的衬底； 覆盖于所述衬底上表面的电极； 使用提拉法涂覆在所述电极上表面的第一纳米微球层，其具有单层的纳米微球； 覆盖于所述第一层纳米微球上方，通过磁力与第一层纳米微球相互吸附的第二纳米微球层，其具有多层次、通过磁力相互吸引堆砌的纳米微球。
2.根据权利要求1所述的负载有多层葡萄糖脱氢酶磁性纳米微球的电极，其特征还在于:所述第一纳米微球层的各纳米微球之间具有供葡萄糖分子通过的空隙。
3.根据权利要求2所述的负载有多层葡萄糖脱氢酶磁性纳米微球的电极，其特征还在于:所述第二纳米微球层中的各微球之间具有供葡萄糖分子通过的空隙.
4.根据权利要求1-3任意一项权利要求所述的负载有多层葡萄糖脱氢酶磁性纳米微球的电极，其特征还在于:所述纳米微球的表面负载有葡萄糖分子。
专利摘要本实用新型公开了一种负载有多层葡萄糖脱氢酶磁性纳米微球的电极，依次具有位于电极最下方的衬底；衬底上表面的电极；涂覆在所述电极上表面的第一纳米微球层；通过磁力与第一层纳米微球相互吸附的第二纳米微球层。本实用新型具有如下优点1带酶层的纳米粒子反应体系由于纳米表面呈球状，比表面积远大于平面结构，单位体积内可以负载更多的反应酶，反应效率更高，反应强度更大。2自组装形成的纳米颗粒堆砌结构，使得区域内葡萄糖反应更彻底，产生的更大强度的生物电流。3.堆砌结构的纳米微粒体系，使得反应时间较传统方法更为持久，可以提供更大、更持久的电流，使得电流检测精度更高。
文档编号G01N27/327GK202916237SQ20122034069
公开日2013年5月1日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者张勐, 鲍文生, 肖红梅 申请人:苏州文曦医疗电子有限公司