[发明专利]一种通过非流失共价结合将酶结合于电极的无介体电化学葡萄糖检测过程及其产品

权利要求书

应当注意的是，关于下列代表性的权利要求，术语“第一酶”可以被术语“第一生物分子”取代；类似的，术语“第二酶”可以被术语“第二生物分子”取代。

1.一种用于在检测环境中检测一种被分析物的非介体生物传感器，所述非介体生物传感器包括：

一个共价结合了功能化试剂的具有电传导化学修饰表面的基底；以及

通过共价结合于所述功能化试剂中的一种而与所述表面固定连接的第一酶，一个化学结合于功能化试剂的多聚体，以及一个化学结合于所述功能化试剂的纳米工程化材料，

其中，非介体生物传感器配制为用于在分析物和第一酶之间直接电子转移(direct electron transfer)以适于对关联于检测环境的表面施加一个负电势。

2.根据权利要求1所述的非介体生物传感器，其中，所述非介体生物传感器在接近20天的周期中保持基本稳定的分析物检测能力。

3.根据权利要求1所述的非介体生物传感器，其中，所述电传导化学修饰表面负载与功能化试剂共价结合的羟基。

4.根据权利要求1所述的非介体生物传感器，其中，所述功能化试剂含有一个有机官能烷氧基硅烷化合物。

5.根据权利要求1所述的非介体生物传感器，其中，所述功能化试剂含有一个有机官能烷氧基硅烷化合物，并且其中，通过将表面暴露于存在浓度低于约4体积％的功能化试剂的液体介质使功能化试剂与所述表面共价结合。

6.根据权利要求1所述的非介体生物传感器，其中，所述功能化试剂含有一个有机官能烷氧基硅烷化合物，并且其中，通过将表面暴露于存在浓度低于约2体积％的功能化试剂的液体介质使功能化试剂与所述表面共价结合。

7.根据权利要求1所述的非介体生物传感器，其中，所述功能化试剂含有一个有机官能烷氧基硅烷化合物，并且其中，通过将表面暴露于存在浓度低于约1体积％的功能化试剂的液体介质使功能化试剂与所述表面共价结合。

8.根据权利要求1所述的非介体生物传感器，其中，所述多聚体包括胺功能化多聚体。

9.根据权利要求8所述的非介体生物传感器，其中，所述多聚体包括氨基酸多聚体(例如，聚左旋赖氨酸)和葡萄糖胺基多聚体中的一种(如壳聚糖)。

10.根据权利要求1所述的非介体生物传感器，其中，纳米工程化的材料包括石墨烯纳米板、多壁碳纳米管和纳米晶纤维素中的至少一种。

11.根据权利要求1所述的非介体生物传感器，其中，所述非介体生物传感器进一步包括选择性扩散膜，其在检测环境下限制第一酶在物质中的暴露。

12.根据权利要求1所述的非介体生物传感器，其中，所述基底负载有金属(例如，铂、金)和碳基材料中的一种。

13.根据权利要求12所述的非介体生物传感器，其中，所述基底包括玻璃化碳电极。

14.根据权利要求1所述的非介体生物传感器，其中，除包括生物物种(biological species)和药物代谢产物的被分析物以外，第一生物分子和第一酶中的一个与被分析物之间的直接电子转移基本上没有被分子物质(molecular substances)影响。

15.根据权利要求1所述的非介体生物传感器，其中，第一酶适合于检测葡萄糖、胆固醇、乙醇、乳酸盐、乙酰胆碱、胆碱、次黄嘌呤和黄嘌呤中的一个。

16.根据权利要求15所述的非介体生物传感器，其中，所述第一酶包括葡萄糖氧化酶。

17.根据权利要求16所述的非介体生物传感器，其中，非介体生物传感器能够检测涵盖几乎整个糖尿病病理浓度范围的葡萄糖。

18.根据权利要求16所述的非介体生物传感器，其中，所述非介体生物传感器能够检测涵盖浓度约0.5-32mM的范围的葡萄糖。

19.根据权利要求1所述的非介体生物传感器，其中，第一酶通过以下方式共价结合于所述表面，将所述表面暴露于功能化试剂从而形成功能化表面，接下来将所述功能化表面暴露于第一酶。