使用纳米材料吸附和固定葡萄糖氧化酶,可以制备出具有高度特异性和灵敏度的可穿戴葡萄糖生物传感器,从而使汗液无创检测血糖成为可能。由于葡萄糖氧化酶容易因外界环境因素而失活,可以利用催化葡萄糖氧化的金属材料来制备无酶葡萄糖传感器,但也存在着催化底物的低选择性和表面氧化失活等问题。因此,开发分子印迹葡萄糖传感器,以实现传感器的高灵敏度、高特异选择性和高稳定性,成为了新的研究方向。
省科学院化工所曾炜研究员团队使用丝网印刷柔性碳三电极作为基底,3-氨基苯硼酸(APBA)和聚吡咯(PPy)作为功能单体,葡萄糖作为模板制备柔性分子印迹葡萄糖传感器。通过在碳电极上修饰海绵石墨烯(GS)和电化学沉积普鲁士蓝(PB)来降低传感器的电荷转移阻抗,增强传感器的氧化还原电流,提高传感器检测葡萄糖的灵敏度。实验结果表明,该传感器在7.78至600 µM 范围内使用差分脉冲伏安法检测葡萄糖的灵敏度达到25.81 µA·loge (µM)-1·cm-2,检测限低至1.08 μM (S/N = 3)。传感器对pH、温度和干扰物质(乳酸、尿素、抗坏血酸)的影响具有良好的抵抗性。在室温(25 ℃)放置20天后,传感器仍能保持80 %的效率。
图1 图左为柔性分子印迹葡萄糖传感器的构成示意图。图右的实验结果表明,传感器对葡萄糖的检测具有高灵敏度和良好的稳定性。(GS:石墨烯海绵,PB:普鲁士蓝,MIP:分子印记聚合膜,APBA:3-氨基苯硼酸,PPy: 聚吡咯,Glu:葡萄糖,LA:乳酸,UR:尿素,AA: 抗坏血酸)
该研究工作为通过汗液持续检测血糖提供了一种新的方案。研究成果近期发表于Bio electrochemistry,省科学院化工所柔性传感技术研究中心李彬博士为论文第一作者,曾炜研究员为通讯作者。该项目得到了国家自然科学基金面上项目(52073066)、广东省科学院基金项目(2020GDASYL-20200102028)的资助。
原文连接:https://doi.org/10.1016/j.bioelechem.2023.108628
供稿:柔性传感技术研究中心/李彬
初步审稿:刘婉玉
校稿:李晓芝
审定发布:文武