一种用于葡萄糖浓度监测的电极及其制备方法与应用与流程

本发明总体上涉及医疗器械领域，特别地涉及一种用于葡萄糖浓度监测的电极及其制备方法与应用。

背景技术：

1、随着糖尿病患者及糖尿病并发症的发病率越来越高，可以实时、连续检测体内葡萄糖浓度的皮下植入式葡萄糖传感器也越来越广泛地被用于临床。

2、电极作为皮下植入式葡萄糖传感器的探测针头，对检测结果及检测过程的稳定性具有至关重要的影响。当前用于连续葡萄糖监测的葡萄糖传感器的电极，大多数是在基底上镀上纳米金，再在所形成的金层上电镀在铂黑，然后在铂黑上固定化酶。

3、利用得最多的是葡萄糖氧化酶(glucose oxidase，god)，该酶是一种需氧脱氢酶，具有对葡萄糖高选择性的特点。它的主要生物功能是特异性催化β-d-葡萄糖为β-d-葡萄糖酸和h2o2，具有去除葡萄糖、脱氧、测血糖含量等作用，但god催化产生的h2o2会造成god中毒，从而造成固定化god的使用寿命缩短，限制了其工业化的应用。

4、过氧化氢酶(catalase，cat)，能够迅速将h2o2分解为h2o和o2，可有效除去反应生成的h2o2。将cat引入到god的催化体系中，将两种酶固定于同一载体上，实现共固定化，消除h2o2对god活性的破坏作用，延长共固定化god-cat的使用寿命。

5、但是通过共固化葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶的电极，在实际使用过程中，出现了电流不平稳的问题。

技术实现思路

1、本发明提供了一种用于葡萄糖浓度监测的电极及其制备方法与应用，旨在解决上述问题以及其他潜在的问题中的一个或多个。

2、根据本发明公开的第一方面，提供了一种用于葡萄糖浓度监测的电极，所述电极包括：

3、基底，用于提供电极的支撑强度；

4、过渡金属层，形成于基底表面；

5、贵金属层，形成于过渡金属层表面；

6、固定化酶层，形成于贵金属层表面；

7、所述固定化酶层是通过使用酶活比为1:1-1.75的god/cat共固化而形成。

8、本发明的电极，采用的是god/cat双酶固化而形成固定化酶层，正如背景技术所描述的，这种方式，可有效除去反应生成的h2o2，消除h2o2对god活性的破坏作用，以延长共固定化god-cat的使用寿命。

9、但同时，这种方式还出现了新的技术问题，也就是电流不稳定。发明人对此进行了分析，发现这种电流不稳定，是由于cat与贵金属层的贵金属都能催化h2o2分解所造成的。

10、面对这一问题，发明人也进行了多方面的研究以期望克服这一问题。意外发现，调整god/cat的酶活比至合适范围，可以克服电流不稳定的问题。

11、在一些实施例中，更进一步优选，god/cat的酶活比为1:1.25。

12、在一些实施例中，形成所述固定化酶层的具体步骤为：在28℃至32℃，ph7.5-7.9的条件下吸附6h至8h，加入0.5％至1.5％的交联剂在低温条件下交联6h-8h，得到god与cat共固定化的固定化酶层。

13、在一些实施例中，所述的低温条件为0℃至6℃。

14、在一些实施例中，所述交联剂为戊二醛。

15、在一些实施例中，所述过渡金属层为金层。

16、在一些实施例中，所述贵金属层为铂黑层。

17、根据本发明公开的第二方面，提供一种用于葡萄糖浓度监测电极的制备方法，包括如下步骤：

18、(s1)提供电极基底；

19、(s2)使得电极基底表面形成过渡金属层；

20、(s3)使得过渡金属层表面形成贵金属层；

21、(s4)使得贵金属层表面形成固定化酶层；

22、所述固定化酶层是通过使用酶活比为1:1-1.75的god/cat共固化而形成。

23、在一些实施例中，步骤(s4)中，在电压为1.25v-1.45v、超声频率为30khz-40khz的条件下电镀形成所述贵金属层。

24、在一些实施例中，步骤(s4)中，电镀液为1％至3％的氯铂酸，0.1％至0.5％的醋酸铅。

25、在一些实施例中，步骤(s4)中，电镀时间为35s至55s。

26、在一些实施例中，步骤(s4)中，超声处理时间为20s至30s。

27、根据本发明公开的第三方面，提供一种葡萄糖监测传感器，包含有上述电极。

28、本发明提供的上述电极或传感器，在进行葡萄糖监测过程中，监测灵敏度高，电流稳定性好，监测结果精确、可靠。而且不同生产批次间的稳定性好，不同批次生产的电极，不会出现电流稳定性、监测灵敏度上的波动。

技术特征：

1.一种用于葡萄糖浓度监测的电极，所述电极包括：

2.根据权利要求1所述的一种用于葡萄糖浓度监测的电极，其特征在于，形成所述固定化酶层的具体步骤为：在28℃至32℃，ph7.5-7.9的条件下吸附6h至8h，加入交联剂在低温条件下交联6h-8h，得到god与cat共固定化的固定化酶层。

3.根据权利要求2所述的一种用于葡萄糖浓度监测的电极，其特征在于，所述的低温条件为0℃至6℃。

4.根据权利要求1所述的一种用于葡萄糖浓度监测的电极，其特征在于，god/cat的酶活比为1:1.25。

5.一种用于葡萄糖浓度监测电极的制备方法，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的一种用于葡萄糖浓度监测电极的制备方法，其特征在于，步骤(s4)中，在电压为1.25v-1.45v、超声频率为30khz-40khz的条件下电镀形成所述贵金属层。

7.根据权利要求6所述的一种用于葡萄糖浓度监测电极的制备方法，其特征在于，步骤(s4)中，电镀所采用的电镀液为1％至3％的氯铂酸、0.1％至0.5％的醋酸铅。

8.根据权利要求6所述的一种用于葡萄糖浓度监测电极的制备方法，其特征在于，步骤(s4)中，电镀时间为35s至55s。

9.根据权利要求6所述的一种用于葡萄糖浓度监测电极的制备方法，其特征在于，步骤(s4)中，超声处理时间为20s至30s。

10.一种葡萄糖监测传感器，其特征在于，包含权利要求1-4任一项所述电极或者包含权利要求5-9任一项所述制备方法所获得的电极。

技术总结本公开涉及一种用于葡萄糖浓度监测的电极及其制备方法与应用，其中，电极包括：基底、形成于基底表面的过渡金属层、形成于过渡金属层表面的贵金属层、形成于贵金属层表面的固定化酶层，固定化酶层是通过使用酶活比为1:1‑1.75的GOD/CAT共固化而形成。本发明提供的电极，用于葡萄糖监测，监测灵敏度高，电流稳定性好，监测结果精确、可靠。而且不同生产批次间的稳定性好，不同批次生产的电极，不会出现电流稳定性、监测灵敏度上的波动。技术研发人员：章锋,吴慧萍,曹宁慧,顾华良,沈斌受保护的技术使用者：湖州美奇医疗器械有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/11