使用納米材料吸附和固定葡萄糖氧化酶,可以制備出具有高度特異性和靈敏度的可穿戴葡萄糖生物傳感器,從而使汗液無創(chuàng)檢測血糖成為可能。由于葡萄糖氧化酶容易因外界環(huán)境因素而失活,可以利用催化葡萄糖氧化的金屬材料來制備無酶葡萄糖傳感器,但也存在著催化底物的低選擇性和表面氧化失活等問題。因此,開發(fā)分子印跡葡萄糖傳感器,以實(shí)現(xiàn)傳感器的高靈敏度、高特異選擇性和高穩(wěn)定性,成為了新的研究方向。
近日,廣東省科學(xué)院化工研究所曾煒研究員團(tuán)隊(duì)使用絲網(wǎng)印刷柔性碳三電極作為基底,3-氨基苯硼酸(APBA)和聚吡咯(PPy)作為功能單體,葡萄糖作為模板制備柔性分子印跡葡萄糖傳感器。通過在碳電極上修飾海綿石墨烯(GS)和電化學(xué)沉積普魯士藍(lán)(PB)來降低傳感器的電荷轉(zhuǎn)移阻抗,增強(qiáng)傳感器的氧化還原電流,提高傳感器檢測葡萄糖的靈敏度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該傳感器在7.78至600μM范圍內(nèi)使用差分脈沖伏安法檢測葡萄糖的靈敏度達(dá)到25.81μA·loge?(μM)-1·cm-2,檢測限低至1.08μM (S/N=3)。傳感器對pH、溫度和干擾物質(zhì)(乳酸、尿素、抗壞血酸)的影響具有良好的抵抗性。在室溫(25℃)放置20天后,傳感器仍能保持80%的效率。
圖左為柔性分子印跡葡萄糖傳感器的構(gòu)成示意圖。
圖右的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,傳感器對葡萄糖的檢測具有高靈敏度和良好的穩(wěn)定性。
(GS:石墨烯海綿,PB:普魯士藍(lán),MIP:分子印記聚合膜,APBA:3-氨基苯硼酸,
PPy:聚吡咯,Glu:葡萄糖,LA:乳酸,UR:尿素,AA:抗壞血酸)
該研究工作為通過汗液持續(xù)檢測血糖提供了一種新的方案。研究成果近期發(fā)表于Bioelectrochemistry,廣東省科學(xué)院化工研究所柔性傳感技術(shù)研究中心李彬博士為論文第一作者,曾煒研究員為通訊作者。該項(xiàng)目得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(52073066)、廣東省科學(xué)院基金項(xiàng)目(2020GDASYL-20200102028)的資助。
原文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2023.108628
供稿:省科學(xué)院化工所
撰稿:李彬
審稿:董軍??文武??曾煒
校稿:徐超??肖捷??章震??黃巧純