【技术实现步骤摘要】
本专利技术创造设计分析物检测设备领域，具体地。涉及一种电化学生物传感器电极。
技术介绍
1、现有公开技术或文献：cn110044986b、cn111803086b等。
2、相近技术特征：电极分层修饰的设计具有一定相似度，部分选材具有一定相似度。
3、背景介绍：
4、人体血液及体液中的众多成分与生理健康水平具有直接联系，对不同成分进行检测分析，对人体生理状况的判断具有重要的医学意义。电化学生物传感器由于能够将生化信号转化为电信号进行采集放大，被广泛用于分析物检测领域。如用于糖尿病管理的持续血糖监测设备中，微创持续监测葡萄糖水平以辅助胰岛素治疗；或用于体外分析物检测的各类电化学检测芯片及设备中。中国专利技术专利cn201811640898.3公开涉及了一种葡萄糖监测探头的工作电极，其具备：基底层；葡萄糖酶传感层，其形成在基底层上，具有能够与葡萄糖发生化学反应的葡萄糖酶；半透膜，其形成在葡萄糖酶传感层上，控制葡萄糖分子的通过率；以及生物相容膜，其形成在半透膜上，其中，在基底层与葡萄糖酶传感层之间，设置有催化葡萄糖反应且呈多孔状的纳米颗粒层，并且葡萄糖酶渗入纳米颗粒层。根据本公开，能够降低工作电极工作电压，降低干扰，延长葡萄糖监测探头的使用寿命，并且提高对于葡萄糖的反应灵敏度。中国专利技术专利cn202010720261.6一种三电极皮下植入式葡萄糖传感器及其制作方法，本专利技术的传感器采用工作电极、参考电极和辅助电极的三电极形式，测试的微电流从工作电极和辅助电极通过，参考电极基本没有电流通过，从而延
5、通常来说，电化学生物传感器用于持续血糖监测的设备中，多使用计时安培法进行实时测量并采集电流信号，利用电流信号水平反映生理葡萄糖水平；在体外分析物检测过程中，则可使用包含循环伏安法、差分脉冲伏安法、电化学阻抗谱法、计时安培法等多种检测手段对信号进行采集并建立电信号与分析物的对应关系。
6、如今，各类持续检测设备与体外分析设备被成功地进行了商业化，投入医学检测应用中。尤其在糖尿病管理以及体外分析物检测领域，受众度广，普及率高。然而，由于实际存在的众多问题，如：
7、1.参比电极持续损耗，持续测量时间长容易导致失准。
8、2.贵金属电极微丝成本较高，资源浪费严重。
9、3.使用牛血清白蛋白作为电极抗污剂，当电极探头用于微创植入式检测时容易诱发机体排异反应。
10、4.使用戊二醛作为交联剂，灭活不彻底或有残留时，容易对人体产生生物毒性。
11、5.电极探头中工作电极与对电极距离较远，不易形成稳定回路，容易受到干扰，测量电流产生波动。
12、6.电极表面各修饰物质固定不稳固，存在脱落风险。
13、这些问题导致电化学生物传感器的应用过程中性能不稳定、安全性存在隐患以及价格偏高，受到部分患者及使用人员的质疑。为此，如何建立性能稳定、安全、工艺成本低、可持续性使用的电化学生物传感器检测平台是目前的关键问题，急需对以上问题进行解决优化。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种适用于分析物检测的电化学生物传感器电极，
2、本专利技术的技术方案如下：一种适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，包括如下步骤：
3、(1)在基底表面形成电极层：将电极材料成型在基底表面，以形成图形化电极、导电线路以及触点；所述电极系统包括至少一个对电极、一个工作电极和一个参比电极；
4、(2)在所述参比电极表面涂覆ag/agcl浆液，干燥，形成ag/agcl参比电极。
5、(3)工作电极表面修饰电子转移介体/催化剂：在工作电极表面通过计时电流法/循环伏安法电沉积普鲁士蓝，以形成电子转移介体。
6、(4)在工作电极表面形成酶层：将葡萄糖氧化酶溶于磷酸盐缓冲液中，加入1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺、n-羟基琥珀酰亚胺进行处理，以使葡萄糖氧化酶表面的羧基活化。
7、(5)在工作电极表面浸渍或涂布或喷涂氨基化硅烷层，并以浸渍或涂布或喷涂的方式使活化后的葡萄糖氧化酶与硅烷层结合在一起，完成酶层的固定。
8、(6)在工作电极表面形成质量运输限制层：在工作电极表面涂覆聚乙二醇-聚氨酯共混液作为质量运输限制层，干燥后形成的聚乙二醇-聚氨酯薄膜能够起到限制葡萄糖运输速率的作用，以实现保证酶层氧气充足的目的。
9、(7)在工作电极表面形成抗干扰层：在工作电极表面涂覆nafion溶液作为抗干扰涂层，干燥成膜，阻隔异物吸附在电极表面，避免电极工作性能急剧下降。
10、(8)在传感器电极端部形成生物相容性涂层：在工作电极表面涂覆聚乙烯吡咯烷酮溶液作为生物相容性涂层，干燥成膜，增加传感器电极的生物相容性。
11、(9)将修饰过各成分及涂层的电极端部整体浸入ph为7.4的0.01m磷酸盐缓冲液中4-48h，使各成分及涂层之间充分结合，增强电极稳定性，得到制备完成的电化学生物传感器电极。
12、所述适用于分析物检测的电化学生物传感器电极，在衬底表面形成电极层，工作电极表面修饰电子转移介体/催化剂，以起到增强电子转移效率，降低传感器工作电位，在低电位下对分析物催化分解的作用。
13、进一步，在工作电极表面形成酶层，酶层起到对体系中的待检测分析物筛选识别、定向催化物质发生氧化还原反应，并将电子通过电子转移介体/催化剂为媒介传导至电极，以实现生化信号至电信号的转化。
14、进一步，在工作电极表面形成质量运输限制层，由于检测体系中氧气的含量波动会导致传感器电极采集信号受到影响，如氧气含量过高/过低时，传感器检测某些生化反应的灵敏度、线性范围、响应速度都会受到影响，因此需要质量运输限制层控制氧气/分析物在酶层含量的比率，以使生化反应稳定进行。
15、进一步，在工作电极表面形成抗干扰层，基于传感器电极端植入人体皮肤层中的分析，为避免长时间使用环境中的异物吸附包裹致使传感器的工作性能急剧下降，需在传感器电极表面形成抗干扰层。
16、进一步，基于可能的某些植入人体皮肤层的应用场景分析，为减少人体相关的排异反应以及传感器植入后周围皮肤组织的不适、发炎、过敏等现象出现，在传感器电极端部形成生物相容性涂层，以确保应用的安全性。
17、其中，制备的所述电化学生物传感器可检测的潜在分析物可以为乳酸、醇、酮、葡萄糖、胆红素、尿素、尿酸、胆固醇、乙酰胆碱本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，所述基底可为柔性或刚性衬底；所述柔性衬底选自聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚烯烃、聚四氟乙烯或其任意共聚物，或者柔性玻璃薄片、柔性金属薄片、无机化合物氧化薄膜等；所述刚性衬底选自二氧化硅、金属、金属氧化物、硬质塑料、陶瓷、聚甲基丙烯酸甲酯、树脂或其任意共聚物；
3.如权利要求1所述的适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，所述电子转移介体选自过渡金属元素锇、钌、铁、钴、钒的络合物，或铁氰化物，二茂铁基衍生物；所述催化剂选自铂、银、金、铅、镍、钴、钛、铱、钌金属纳米材料；用于形成电子转移介体/催化剂的工艺方法为电镀、化学镀、溅射、浸润干燥或激光消融。
4.如权利要求1所述的适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，在工作电极表面形成酶层的方式是物理吸附、交联、层层组装，其中交联剂选自戊二醛、硅烷偶联剂、琥珀
5.如权利要求1所述的适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，在工作电极表面形成质量运输限制层的材料选自聚醚、聚脲、聚氨酯、聚乙烯吡啶、聚乙烯基咪唑、聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯基聚合物、聚乙二醇、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、Nafion聚合物、壳聚糖、海藻酸钠、琼脂及其任意共聚物；在工作电极表面形成质量运输限制层的方法是喷涂、涂布或浸润干燥。
6.如权利要求1所述的适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，在工作电极表面形成抗干扰层的材料选自聚醚、聚脲、聚氨酯、聚乙烯吡啶、聚乙烯基咪唑、聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯基聚合物、聚乙二醇、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、Nafion聚合物及其任意的共聚物；在工作电极表面形成抗干扰层的方法是喷涂、涂布或浸润干燥。
7.如权利要求1所述的适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，在工作电极表面形成生物相容性涂层的材料选自聚乳酸、聚氨酯、聚脲、聚醚、聚烯烃、聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、Nafion聚合物、壳聚糖、海藻酸钠、琼脂及其任意共聚物。
8.如权利要求1所述的适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，步骤(2)后，将电子转移介体/催化剂和酶进行预连接并共同孵育在工作电极表面，而后进行步骤(5)。
9.如权利要求1所述的适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，步骤(3)后，酶和质量运输限制材料进行预混并共同孵育在工作电极表面；而后进行步骤(6)。
10.如权利要求1所述的适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，步骤(5)(6)(7)中的质量运输限制材料、抗干扰材料和生物相容性材料可预混并共同孵育在工作电极表面的同一层。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，所述基底可为柔性或刚性衬底；所述柔性衬底选自聚酰亚胺、聚酯、聚醚、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚烯烃、聚四氟乙烯或其任意共聚物，或者柔性玻璃薄片、柔性金属薄片、无机化合物氧化薄膜等；所述刚性衬底选自二氧化硅、金属、金属氧化物、硬质塑料、陶瓷、聚甲基丙烯酸甲酯、树脂或其任意共聚物；
3.如权利要求1所述的适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，所述电子转移介体选自过渡金属元素锇、钌、铁、钴、钒的络合物，或铁氰化物，二茂铁基衍生物；所述催化剂选自铂、银、金、铅、镍、钴、钛、铱、钌金属纳米材料；用于形成电子转移介体/催化剂的工艺方法为电镀、化学镀、溅射、浸润干燥或激光消融。
4.如权利要求1所述的适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，在工作电极表面形成酶层的方式是物理吸附、交联、层层组装，其中交联剂选自戊二醛、硅烷偶联剂、琥珀酰亚胺类物质或碳二亚胺。
5.如权利要求1所述的适用于分析物检测的电化学生物传感器电极的其制备方法，其特征在于，在工作电极表面形成质量运输限制层的材料选自聚醚、聚脲、聚氨酯、聚乙烯吡啶、聚乙烯基咪唑、聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯基聚合物、聚乙二醇、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、nafion聚合物、壳聚糖、...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵天聪，邹磊，韩建美，
申请(专利权)人：深圳陕煤高新技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。