一种酶生物传感器中的检测配方的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物传感器技术领域，尤其涉及一种酶生物传感器中的检测配方。
【背景技术】
[0002] 在生物体系中，存在着各种各样的物质，它们对生物学过程的各个方面都有十分 重要的影响，对这些物质进行快速准确的分析一直是分析科学所追求的目标。发酵工业、临 床诊断等应用领域也很迫切需要建立各种快速的、简便的分析方法。
[0003] 经过长期的发展，生物体系中的分析方法已从传统的化学法发展为生物传感器分 析法。电化学酶生物传感器是最早问世的生物传感器，其工作原理为：酶生物传感器是将酶 作为生物敏感基元，通过各种物理、化学信号转换器捕捉目标物与敏感基元之间的反应所 产生的与目标物浓度成比例关系的可测信号，实现对目标物的定量测定。
[0004] 发展至今，酶生物传感器已经从第一代酶生物传感器发展到第三代酶生物传感 器，目前普遍采用的是第二代酶生物传感器。第二代生物传感器采用了含有电子媒介体的 化学修饰层，此化学修饰层不仅能促进电子传递过程，使得响应的线性范围拓宽，电极的工 作电位降低，同时，噪声、背景电流及干扰信号均小，且排除了过氧化氢，使得酶生物传感器 的工作寿命延长。
[0005] 根据产生的电信号类别不同，电化学酶生物传感器分为电流型和电位型两类。电 流型电化学酶生物传感器主要基于探测生物识别或化学反应中的电活性物质，通过固定工 作电极的电位给电活性的电子转移反应提供驱动力，探测电流随时间的变化，该电流直接 测量了电子转移反应的速度，反映了生物分子识别的速度，即电流正比于待测物质的浓度。 电子媒介体的作用是将酶反应过程中产生的电子从酶反应中心转移到电极表面，使电极产 生相应电流变化的分子导电体。
[0006] 铁氰化钾具有良好的生物兼容性、无毒、较低的氧化还原电位、可逆的电极动力 学、能吸附或滞留在电极表面、可与酶的氧化还原辅基快速反应以及可提高相应电流密度 等诸多优点，被广泛的应用于如血糖、血酮、尿酸和胆固醇等各类电化学酶生物传感器中。
【发明内容】
[0007] 发明人经过大量研究发现，铁氰化钾作为媒介体时性能并不稳定，在储存过程中 会逐渐还原变成亚铁氰化钾，当生物传感器施加一定的电压时，亚铁氰化钾又会被氧化成 铁氰化钾并释放出电子产生背景电流，导致被测物质测试值比真实值偏高。
[0008] 有鉴于此，本发明提供一种酶生物传感器中的检测配方，抑制铁氰化钾在储存过 程中转化成亚铁氰化钾，减小背景电流的影响，提高检测的准确性。
[0009] 本发明实施例提供一种酶生物传感器中的检测配方，所述配方由枸橼酸或枸橼酸 盐、苹果酸或苹果酸盐、聚丙烯酸或聚丙烯酸盐、铁氰化钾、酶和非反应活性组分组成；
[0010] 在该配方中，枸橼酸或枸橼酸盐的浓度为0. 01%~10% W/V ;
[0011] 苹果酸或苹果酸盐的浓度为〇· 01 %~10% W/V ;
[0012] 聚丙烯酸或聚丙烯酸盐的浓度为0.01 %~10% w/v;
[0013] 铁氰化钾的浓度为0.01%~10%￥八；
[0014] 酶的浓度为0· 1%~70% W/V ;
[0015] 非反应活性组分的浓度为0· 1%~70% W/V。
[0016] 优选的，枸橼酸或枸橼酸盐在配方中的浓度为0. 1 %~5% W/V。
[0017] 优选的，苹果酸或苹果酸盐在配方中的浓度为0. 1 %~5% W/V。
[0018] 优选的，聚丙烯酸或聚丙烯酸盐在配方中的浓度为0. 1%~5% W/V。
[0019] 优选的，聚丙烯酸或聚丙烯酸盐的分子量范围为2000~10000。
[0020] 优选的，聚丙烯酸或聚丙烯酸盐的分子量范围为2000~5000。
[0021] 优选的，铁氰化钾在配方中的浓度为1 %~5% W/V。
[0022] 优选的，所述检测配方的pH范围为5~8,该PH通过添加缓冲液调节。
[0023] 优选的，所述缓冲液为柠檬酸缓冲液或磷酸缓冲液。
[0024] 优选的，在该配方中，所述缓冲液的浓度为1 %~3% W/V。
[0025] 与现有技术相比，本发明提供的酶生物传感器中的检测配方具有以下优点和显著 的进步：
[0026] 在酶生物传感器配方中加入枸橼酸（或盐）、苹果酸（或盐）以及聚丙烯酸（或 盐）三种物质，可以抑制配方中羧基、羟基的活性，以保护配方中的酶，抑制铁氰化钾被还 原为亚铁氰化钾，由于被转化出的亚铁氰化钾较少，当生物传感器施加一定的电压时，亚铁 氰化钾被氧化成铁氰化钾释放出电子产生的背景电流相对减小，对检测结果的影响将会减 小。
【具体实施方式】
[0027] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面对本发明实施例中的技术 方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是 全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提 下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0028] 本发明提供一种酶生物传感器中的检测配方实施例，所述配方由枸橼酸或枸橼酸 盐、苹果酸或苹果酸盐、聚丙烯酸或聚丙烯酸盐、铁氰化钾、酶和非反应活性组分组成；
[0029] 在该配方中，枸橼酸或枸橼酸盐的浓度为0. 01 %~10% W/V ;
[0030] 苹果酸或苹果酸盐的浓度为0· 01 %~10% W/V ;
[0031] 聚丙烯酸或聚丙烯酸盐的浓度为0.01 %~10% W/V;
[0032] 铁氰化钾的浓度为0. 01 %~10 % W/V ;
[0033] 酶的浓度为0· 1 %~70 % W/V ;
[0034] 非反应活性组分的浓度为0. 1 %~70% W/V。
[0035] 首先需要说明的是，上述配方中包含的枸橼酸或枸橼酸盐、苹果酸或苹果酸盐、聚 丙烯酸或聚丙烯酸盐，可以是所述三种酸与三种盐的任意搭配，比如只有枸橼酸、苹果酸、 聚丙烯酸，也可以只有枸橼酸盐、苹果酸盐和聚丙烯酸盐，也可以是枸橼酸、苹果酸和聚丙 烯酸盐，不论是哪三种物质，其在配方中所占的浓度均符合上述实施例中的描述。
[0036] 上述所述的任一组成成分的浓度不是该成分本身溶液的浓度，而是与其他成分混 合构成配方后，在配方中的浓度。或者可以理解为该配方包括溶剂，各组成成分溶于溶剂后 的浓度。
[0037] 优选的，在实际操作中，当使用枸橼酸时，枸橼酸可以是含结晶水的也可不含结晶 水；当使用枸橼酸盐时，可以是枸橼酸钠也可以是枸橼酸钾等其他盐类。在一些实施例中， 所述枸橼酸或枸橼酸盐的浓度范围为〇. 1%~5% W/V，更优选的，在一些实施例中，所述枸 橼酸或枸橼酸盐的浓度范围为〇. 1 %~3% W/V。
[0038] 在一些实施例中，苹果酸盐可以是苹果酸钠或苹果酸钾等其他盐类，在实际测试 时，在一些实施例中，更为优选的，苹果酸或苹果酸盐浓度范围为0. 1%~5% W/V。在一些 实施例中，更优选的，苹果酸或苹果酸盐浓度范围为0. 1%~3% W/V。
[0039] 在一些实施例中，聚丙烯酸盐可以是聚丙烯酸钠或聚丙烯酸钾。聚丙烯酸或聚丙 烯酸盐浓度范围为0. 1 %~5% W/V。在一些实施例中，更优选的，聚丙烯酸或聚丙烯酸盐浓 度范围为0. 1 %~3% W/V。聚丙烯酸（或聚丙烯酸盐）的分子量范围为2000~10000,优 选范围为2000~5000。
[0040] 配方中铁氰化钾的浓度为0.01%~10% w/ν(质量浓度比），在一些实施例中，所 述铁氰化钾的浓度可以为1 %~5% W/V。
[0041] 酶生物传感器所用的酶为任何可用于制作生物传感器的酶，如葡萄糖氧化酶、葡 萄糖脱氢酶、尿酸氧化酶、胆固醇酯酶和胆固醇氧化酶等。在一些实施例中，酶的浓度为 1%~20% W/V。
[0042] 其中，非反应活性组分可以包括但不限于羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、BSA等 物质，在配方中的浓度范围为0. 1%~70% W/V，在一些实施例中，非反应活性组分的浓度 范围为20%~60% W/V。
[0043] 该配方的pH优选范围为5~8,以保持枸橼酸（或盐）、苹果酸（或盐）以及聚丙 烯酸（或盐）三种物质的最佳效果，对铁氰化钾被还原达到最好的抑制效果。可以采用通 过添加缓冲液的方式实现，PH缓冲液可以是任何可将测试溶液pH调节至5~8范围的物 质，优选为柠檬酸缓冲液和磷酸缓冲液。在该配方中，所述缓冲液的浓度可以为1%~3% W/V，在一些实施例中，其浓度为1 %~2. 5% W/V，更优选的，所述缓冲液的浓度为2% W/V。
[0044] 实验说明：
[0045] 一、溶液状态实验条件
[0046] a.以未加入枸橼酸（或盐）、苹果酸（或盐）以及聚丙烯酸（或盐）三种物质的 配方作为对照溶液；
[0047] 以加入枸橼酸（或盐）、苹果酸（或盐）以及聚丙烯酸（或盐）三种物质的酶配方 作为改进溶液进行对比。
[0048] 这里对三种物质加入的顺序不作限定。
[0049] b.两种配方溶液分别在室温下避光搅拌10分钟混匀后，将生物传感器空白电极 插入对应的测试仪器，将对照溶液和改进溶液分别加至空白电极上，通过对应的测试仪器 测试两溶液在测试开始后5秒、10秒和30秒时间点上的电信号（电流值）强度。在测试开 始前所用的测试物品均需在测试环境中平衡至少30分钟以上。
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