葡萄糖傳感器

葡萄糖酶傳感器.背景簡介糖尿病是一種常見的代謝紊亂性或內(nèi)分泌疾病。血糖濃度的失控是糖尿病的最早表現(xiàn)。糖尿病人只能通過注入胰島素而維持生命，但是病人必須根據(jù)自身的血糖濃度來決定注射胰島素的量，因此設(shè)計出快速、準確、穩(wěn)定、連續(xù)監(jiān)測血糖濃度的葡萄糖傳感器是提高治療效率的關(guān)鍵。.葡萄糖傳感器的三種類型

將細微光纖維插入血管內(nèi)或組織內(nèi)，傳感器前端對葡萄糖氧化時pH變化所致的指示劑變色度用分光分析法測定，以得知血糖水平。光學葡萄糖傳感器

將葡萄糖氧化酶夾置于二層半透膜間固定，葡萄糖氧化后生成過氧化氫，其生成量及氧消耗量與葡萄糖濃度成正比。在極譜儀的過氧化氫電極或氧電極予以測定。 將二白金網(wǎng)電極夾在三枚硅膠膜中。水、氧可透過硅膠膜，而葡萄糖等溶質(zhì)不能通過。葡萄糖在陰極受白金觸媒作用而氧化，氧在陽極被復(fù)原生成OH-，因而兩極間發(fā)生電位差。自陽極可測得血糖濃度。燃料電池型葡萄糖傳感器酶電極葡萄糖傳感器準確快速低成本.固定化酶電化學法測定葡萄糖原理.電化學葡萄糖傳感器優(yōu)點(1)葡萄糖氧化酶可以反復(fù)使用(2)測量操作簡單迅速(3)可對微量樣品進行測定(4)可進行定量測定(5)可用于比色法難測定的污濁樣品(6)由于直接變成電信號，適合于控制和自動測量.葡萄糖氧化酶傳感器的開展

1967年，Updike和Hick設(shè)計制作出了第一支葡萄糖氧化酶電極的傳感器，它標志著葡萄糖氧化酶傳感器的開始。該葡萄糖傳感器是一支用pH玻璃電極作為主體的葡萄糖氧化酶電極，用聚丙烯酸胺凝膠固定酶與氧電極結(jié)合，用于血糖的測量。由于葡萄糖氧化酶的滲漏使葡萄糖氧化酶電極未能有效地長期使用。同時該傳感器體積大，只能在體外使用，不能直接反映患者體內(nèi)血糖濃度的變化，在監(jiān)測糖尿病人的臨床應(yīng)用中受到限制。.葡萄糖氧化酶傳感器的開展 人們力圖改進電極的設(shè)計使電極微型化;選擇適合的外層選擇透過性膜材料，使傳感器的線性范圍擴大，減小在液體中的干擾物質(zhì)對酶電極的影響；改進固定酶的方法，減少酶的流失和在生理環(huán)境中的降解，提高傳感器的穩(wěn)定性。希望能夠開發(fā)一種微型化的可植入皮下、抗干擾能力強、穩(wěn)定性高、靈敏度高、線性范圍寬的葡萄糖氧化酶傳感器。.東北大學的張玉梅將葡萄糖氧化酶固定在微流控芯片通道內(nèi)壁上，制成了一種集成化電化學酶生物傳感器，微流控芯片既是樣品流通通道，又是微酶反響器和電化學檢測單元，所有反響都集中在芯片通道中進行，在注射器的推動作用下實現(xiàn)了對血漿中葡萄糖的流動檢測。.

吸附法1234

共價法

交聯(lián)法

包埋法常用的葡萄糖氧化酶的固定方法.酶的固定方法的比較.葡萄糖氧化酶傳感器線性范圍未引入擴散限制膜時，傳感器的實際反響速度主要由酶促反響速度決定。在較低的葡萄糖濃度范圍內(nèi)，葡萄糖氧化酶電極響應(yīng)電流與葡萄糖濃度呈線性關(guān)系，即酶催化反響是一級反響。當葡萄糖濃度較高時，酶催化反響向零級反響過渡，傳感器對多余的葡萄糖不產(chǎn)生響應(yīng)。引入擴散限制膜使實際反響速度由酶促反響速度和擴散轉(zhuǎn)移速度共同控制，使傳感器的線性范圍擴大。.目前，文獻報道共價鍵法的微型薄膜葡萄糖傳感器的擴散限制膜，一般多采用Nafion膜，引入Nafion膜后，使傳感器的線性范圍從12mmol/l擴大到40mmol/l，但使傳感器的靈敏度降低5~7倍。另外，Nafion膜材料價格較貴，一般市