[发明专利]一种基于SDBA-Au复合纳米酶的葡萄糖电位传感器

说明书

本发明公开了一种基于SDBA‑Au复合纳米酶的葡萄糖电位传感器，本发明中的具有一定空间距离的含硫双苯硼酸化合物分子SDBA通过金硫键结合在Au复合纳米酶表面，提高了Au复合纳米酶对葡萄糖的选择性，降低了实际样品中其他单糖和生物大分子对电位信号的干扰。本发明的葡萄糖电位传感器在开发用于家庭自我健康监控的智能马桶方面有重要意义。

技术领域

本发明涉及传感器，具体的说是一种基于SDBA-Au复合纳米酶的葡萄糖电位传感器及其应用。所述SDBA全称为（((((thiobis(4,1-phenylene))bis(azanediyl))bis(methylene))bis(2,1phenylene))diboronic acid）。

背景技术

家用传感设备不仅可以实现健康状况的及时监控，还可以减轻家庭和社会的医疗负担。当家庭传感设备与网络云数据结合使用时，有望在临床期间提供患者长期健康信息，从而减少错误的医疗决策。医疗服务从以医院为中心的系统向以家庭为基础的系统的转变具有长期的社会应用价值。在许多传感技术中，电位传感技术因其操作简单，成本低，易于小型化和阵列化，更适合于制备家用智能传感设备。

糖尿病是一种威胁人类健康的慢性疾病，因此有必要使用家用智能传感设备长期跟踪血糖水平。葡萄糖电位传感技术中最常用的策略是基于酶催化的反应。与生物酶相比，纳米酶具有成本低、易于制备和保存的优点，非常适合于家庭传感器的制备。纳米酶是基于其本身或其表面单层官能团的催化活性来模仿生物酶催化特性的纳米材料。在最近的研究中，发现金纳米材料在模仿葡萄糖氧化酶方面非常有才华，并且金纳米材料的葡萄糖氧化酶活性可以通过与贵金属形成合金或将其负载在比表面积大的载体上来增强。目前限制Au纳米酶在实际中应用的最大问题是其较差的选择性。因此如何提高Au纳米酶的选择性是急需解决的问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种对葡萄糖有高选择性的Au复合纳米酶材料，并将其作为电极传感材料来制备葡萄糖电位传感器，然后将其用于体液中葡萄糖浓度的检测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种对葡萄糖特异性识别的SDBA-Au复合纳米酶的制备方法，该方法包括以下具体步骤：

步骤1：具有一定空间距离的含硫双苯硼酸化合物SDBA的制备：

将(2-甲酰基苯基)硼酸和4,4′-硫代二苯胺在室温下悬浮于无水甲醇中，制得反应液，将所述反应液在N₂气氛下搅拌2～5h，然后将NaBH₄水溶液滴加入通过氮气的反应液中，持续反应5～24h；用饱和NH₄Cl水溶液淬灭反应后，用乙酸乙酯萃取出有机相，并用水和盐水洗涤，在Na₂SO₄上干燥，最后减压过滤浓缩，用硅胶层析柱纯化反应混合物，制得含硫双苯硼酸化合物SDBA；其中，(2-甲酰基苯基)硼酸、4,4′-硫代二苯胺、无水甲醇、硼氢化钠的质量体积比为1～3mg∶1～2mg∶0.05～0.1mL∶1～3mg；

步骤2：通过原位还原法将Au复合纳米酶负载在载体上：

将氯金酸水溶液和掺杂试剂在室温下溶解于去离子水中，制得反应液，然后在所述反应液中加入还原剂并持续反应0.5～2h；最后加入载体并持续反应3～24h，终产物通过离心水洗除去残余反应物，制得Au复合纳米酶；其中，氯金酸、掺杂试剂、还原剂、载体和去离子水的质量比为1～5∶0～50∶1～20∶5～50∶200～1000；

所述载体为碳纳米管、碳球或石墨烯；所述掺杂试剂为氯铂酸、氯化钴、氯化铁或氯化镍；所述还原剂为柠檬酸钠或硼氢化钠；所加入的掺杂试剂的种类为0种、1种、2种、3种或4种。

步骤3：SDBA-Au复合纳米酶的制备：