[发明专利]基于SiO2纳米粒子的新型葡萄糖复合敏感膜及制备方法

说明书

本发明涉及葡萄糖复合敏感膜技术领域，且公开了一种基于SiO₂纳米粒子的新型葡萄糖复合敏感膜及制备方法，包括：以氨水、超纯水、正硅酸乙酯为原料，在室温下制备出纳米二氧化硅粒子，再采用3‑氨基丙基三乙氧基硅烷和偶联剂对纳米二氧化硅粒子进行表面改性，并通过引入的氨基来固定葡萄糖氧化酶；以正硅酸乙酯、盐酸、甲酰胺、荧光指示剂为原料，制备溶胶‑凝胶液A；以丙烯酸树脂、聚甲基丙烯酸甲酯为原料，制备溶胶‑凝胶液B；溶胶‑凝胶液B先包覆溶胶‑凝胶液A，再与固定化酶复合。本发明解决了目前制备葡萄糖复合敏感膜的溶胶‑凝胶体系单一，敏感膜易出现裂纹，使用时光敏剂易从敏感膜中泄漏，使敏感膜无法满足使用要求的技术问题。

技术领域

本发明涉及葡萄糖复合敏感膜技术领域，具体为一种基于SiO₂纳米粒子的新型葡萄糖复合敏感膜及制备方法。

背景技术

传统基于酶催化的光纤生物传感器探头敏感材料通常由分离的酶膜和光敏膜两部分组成，酶催化效应需通过长距离扩散到达光敏膜，造成传感器响应慢、精度低、稳定性差的问题。如果将生物酶和光敏剂进行复合，制成同时含有生物酶和光敏剂的光学复合生物敏感材料，使复合敏感膜同时具有光敏及催化性能，酶催化作用可直接传递到光敏剂，则可以大大提高其响应速度和催化效率，不仅能避免扩散过程等因素对传感材料的影响，而且传感器探头将减小，这将有利于光纤生物传感器的实用化和微型化。

目前将SiO₂纳米粒子作为生物酶的载体，在其表面引入氨基，用来固定葡萄糖氧化酶，以制备固定化酶，并采用溶胶凝胶技术，利用SiO₂纳米粒子与溶胶凝胶体系的良好相容性，将SiO₂纳米粒子固定化葡萄糖氧化酶与光敏剂同时复合，形成溶胶-凝胶光学复合敏感膜，制备出同时具有催化及光敏特性的纳米复合生物传感器材料。经过检测上述溶胶-凝胶光学复合敏感膜具有精度高、响应快的优点，但还存在问题，主要是制备敏感膜的溶胶-凝胶体系的单一，敏感膜易出现裂纹，使用时光敏剂易从敏感膜中泄漏，使敏感膜无法满足使用要求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于SiO₂纳米粒子的新型葡萄糖复合敏感膜及制备方法，解决了目前制备葡萄糖复合敏感膜的溶胶-凝胶体系单一，敏感膜易出现裂纹，使用时光敏剂易从敏感膜中泄漏，使敏感膜无法满足使用要求的技术问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

基于SiO₂纳米粒子的新型葡萄糖复合敏感膜，包括：以8～15mL体积分数为25％的氨水、20～40mL超纯水、6.5～12mL正硅酸乙酯为原料，在室温下制备出纳米二氧化硅粒子，再采用2mL的3-氨基丙基三乙氧基硅烷和1mL偶联剂对制备的纳米二氧化硅粒子进行表面改性处理，接着通过引入的氨基来固定150～300mg的葡萄糖氧化酶；

以5～10mL正硅酸乙酯、2～4mL质量分数为36％的浓盐酸、0.5mL甲酰胺、1～2mL质量分数为9mg/mL的荧光指示剂Ru(bpy)₃Cl₂为原料，制备溶胶-凝胶液A；以6～12g丙烯酸树脂、20mL聚甲基丙烯酸甲酯为原料，制备溶胶-凝胶液B；

溶胶-凝胶液B先包覆含有荧光指示剂Ru(bpy)₃Cl₂的溶胶-凝胶液A，再与上述固定化酶进行复合，最后老化处理。

优选的，所述纳米二氧化硅粒子的平均粒径在80～100nm范围内。

优选的，所述纳米二氧化硅粒子的整个制备过程中，使温度始终保持在25℃下恒定不变。

基于SiO₂纳米粒子的新型葡萄糖复合敏感膜的制备方法，包括以下步骤：