[发明专利]葡萄糖氧化酶-DNAzyme复合水凝胶及其在葡萄糖检测中的应用

说明书

本发明属于生物医用高分子材料领域，涉及葡萄糖氧化酶‑DNAzyme复合水凝胶的制备方法及其在葡萄糖检测中的应用，可用于血清等复杂体系中的葡萄糖肉眼比色检测。所述的葡萄糖氧化酶‑DNAzyme复合水凝胶是以具有过氧化酶活性的DNAzyme和丙烯酰胺作为聚合单体，以甲叉双丙烯酰胺作为交联剂，在自由基聚合的过程中将葡萄糖氧化酶(GOx)包埋在水凝胶中得到的一种新型的葡萄糖氧化酶‑DNAzyme复合水凝胶。本发明的复合水凝胶能够实现葡萄糖的比色检测及对血清等复杂生物样品中葡萄糖的直接比色检测。

技术领域：

本发明属于生物医用高分子材料领域，涉及葡萄糖氧化酶-DNAzyme复合水凝胶的制备方法及其在葡萄糖检测中的应用，可用于血清等复杂体系中的葡萄糖肉眼比色检测。

背景技术：

葡萄糖是一种多羟基醛的单糖，在自然界分布比较广泛，纯净的葡萄糖无色、易溶于水、水溶液旋光向右(+52.5°)，又称为“右旋糖”。葡萄糖作为生物体内重要的能量来源，在生命活动和新陈代谢过程中发挥着不可替代的作用。

生物体内葡萄糖的含量是衡量新陈代谢能力，评价人体健康状况的重要信息。葡萄糖进入循环系统后又称血糖，血清中葡萄糖含量的多少是人体是否健康的重要指标。长期的高血糖也是糖尿病的一种前期信号，因此，精确监控血液中的葡萄糖浓度对诊断和预防糖尿病至关重要。

葡萄糖含量的检测方法有很多种，实验室比较常用的检测方法是碘量法。实际应用中常用的方法有高效液相色谱(HPLC)法、气相色谱法、紫外分光光度法、旋光度法、电化学检测法、荧光法等。这些检测方法中大部分都需要借助相应的仪器设备实施，使用起来不便。目前市场上销售的血糖检测仪主要分为电化学法和光反射技术两大类，检测体系复杂、所需仪器价格昂贵。此外，基于酶或模拟酶的催化反应的比色检测法是近年来发展起来的一种新型葡萄糖检测方法。该法具有操作简便，不依赖特定仪器设备等优势。所使用的酶和模拟酶包括过氧化酶(HRP)，四氧化三铁，二硫化钼等。然而所报道的比色法大多需要在葡萄糖样品水溶液中进行检测，不易在含血清比例高的生物样品等复杂体系中实现直接比色检测。

发明内容：

有鉴于此，本发明通过设计制备一种葡萄糖氧化酶-DNAzyme复合水凝胶，该水凝胶能够用于葡萄糖的直接比色检测。本发明同时利用这种水凝胶对染料指示剂的富集效应，实现葡萄糖的比色检测及对血清等复杂生物样品中葡萄糖的直接比色检测。

本发明采用以下技术方案检测溶液中的葡萄糖：

(一)葡萄糖氧化酶-DNAzyme复合水凝胶的制备：

所述的葡萄糖氧化酶-DNAzyme复合水凝胶是以具有过氧化酶活性的DNAzyme和丙烯酰胺作为聚合单体，以甲叉双丙烯酰胺作为交联剂，在自由基聚合的过程中将葡萄糖氧化酶(GOx)包埋在水凝胶中得到的一种新型的葡萄糖氧化酶-DNAzyme复合水凝胶。

所述的DNAzyme为具有过氧化酶活性的DNA，包括且不限于本发明实施例中的序列。

具体地，本发明所述的葡萄糖氧化酶-DNAzyme复合水凝胶的结构由含有DNAzyme的聚丙烯酰胺高分子，GOx，及血红素通过分子间作用力(主要包括氢键,静电引力,疏水性相互作用等)结合形成。其中DNAzyme中的PS2.M-DNA序列为已报道的可结合血红素分子的具有过氧化酶活性的DNAzyme序列。DNAzyme与血红素以1:1的比例结合。GOx的包埋量0.1nmol-1μmol。水凝胶中丙烯酰胺单体的质量百分比为4％～20％。m与n的比为2000:1至10:1，优选800:1至100:1。

其具体制备过程如下：