CN108872344B - 一种富氧纳米生物酶电极、传感器装置及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种富氧纳米生物酶电极、传感器装置及其制备方法和应用，该富氧纳米生物酶电极在电极基体上修饰有富氧功能的空心结构纳米材料、过氧化氢的催化剂颗粒和与待测物对应的氧化酶。本申请所提供的富氧纳米生物酶电极及装置，具有宽的检测线性范围，高的灵敏度以及良好的抗干扰性能，并且可以批量生产。这种优势主要来源于本发明采用的具有储氧功能的空心结构材料。

Description

一种富氧纳米生物酶电极、传感器装置及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及电极材料制备以及电化学检测技术领域，具体而言，涉及一种富氧纳米生物酶电极材料、传感器装置及其制备方法和应用。

背景技术

葡萄糖是世界性的公共健康问题，已成为仅次于心血管病即癌症的危险疾病。如今，全球糖尿病患者已高达3亿人次，其中，需要实时控制血糖浓度的糖尿病重症患者也高达一亿人次。因此，在日常生活中对实现对糖尿病患者血糖准确快速地检测具有十分重要的意义。自1962年起，Leland Clark首先提出用酶电极测量葡萄糖的理论模型以来，葡萄糖传感器的研究就从未停止过。现如今，电流型葡萄糖传感器主要分为三代，分别是以氧气为电子媒介体的第一类葡萄糖传感器；以人工合成的电子媒介体替代氧气作为酶反应电子受体的第二类葡萄糖传感器；以及无媒介体，使酶与电极间进行直接电子转移的第三类葡萄糖传感器。第一类葡萄糖传感器以氧气为天然受体，绿色环保，无毒无污染。但是由于存在以下缺点，使得其没有得到广泛应用：

1)葡萄糖传感器响应信号受待测溶液中氧气溶解度的影响。氧气浓度不足使得葡萄糖检测线性范围受限；

2)待测溶液中氧气含量波动，导致传感器检测准确性受限；

3)过氧化氢的检测通常需要在>0.6V的高电位下进行，然而在该电位下大多数内源性干扰物质(抗坏血酸、尿酸等)和还原性药物(对乙酰氨基酚、乙酰水杨酸等)同样能在电极上氧化，从而对葡萄糖响应信号产生干扰，影响葡萄糖检测准确性。

为了避免第一类葡萄糖传感器在实际应用中的上述问题，现有技术中，大多的葡萄糖传感器都采用基于人工合成电子媒介体的第二类葡萄糖传感器。这类传感器避免存在以下许多问题：

1)目前的电子媒介体主要包括导电有机盐、醌及其衍生物、染料、二茂铁及其衍生物等。这些电子媒介体对人体有一定的毒性，并且易从电极上脱落，稳定性差。

2)电子媒介体会与氧气争夺电子，产生氧干扰，进而影响葡萄糖传感器检测准确性，尤其无法针对低浓度葡萄糖溶液进行检测。

现有技术中，采用三相富氧电极解决上述问题，采用了一端接触待测液体，另一端接触有氧气体体系，然而这种两电极或者三电极体系虽然可以持续测量，但是电极结构难以器件化生产，并保证检测的一致性，不便于操作和携带，无法满足人们日常需要和大批量生产。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种富氧纳米生物酶电极，以解决上述问题，所述的富氧纳米生物酶电极，在电极基体上修饰有空心结构体、所述空心结构体内部具有一个或多个空气或富氧腔体，该电极增加了富氧空心结构体，空心结构体中富含氧气，在测量过程中氧气扩散到电极表面，实现在测量瞬间的恒定且充足的氧气供给。并且该电极结构不需要和大气等含氧气的气相接触，即可实现恒定充足的氧气供给，在使用过程中更加方便灵活，具有易于器件化，可以批量生产等优点。

本发明的第二目的在于提供一种所述的富氧纳米生物酶电极的制备方法的制备方法，该方法方便、简单、易于大批量生产和制备。

本发明的第三目的在于提供一种富氧纳米生物酶传感器装置，该装置是一种电化学检测装置，采用两电极或者三电极体系，其中富氧纳米生物酶电极作为工作电极，同时作为阴极使用，具有更加宽广的检测限，更加高的灵敏度、良好的选择性和准确性。

本发明的第四目的在于提供一种富氧纳米生物酶传感器系统，该系统还包括显示系统，可以有效的、实时读取测得的电流信号，方便随身携带使用。

本发明的第五目的在于提供一种富氧纳米生物酶电化学检测方法，通过测得的阴极还原电流信号得到待测物样品浓度，阴极还原电流的测试通过循环伏安法、线性扫描伏安法、电流-时间测试等方法获得，并与标准曲线进行比对，得到待测物的浓度。

本发明的第六目的在于提供一种葡萄糖电化学检测中减少干扰并提高测量上限的方法，通过测得的阴极还原电流信号得到葡萄糖样品浓度，阴极还原电流的测试通过循环伏安法、线性扫描伏安法、电流-时间测试等方法获得，并与葡萄糖标准曲线进行比对，得到葡萄糖的浓度，该方法准确、快捷、高效。

本发明的第七目的在于提供上述材料或者装置的应用。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种富氧纳米生物酶电极，在电极基体上修饰有空心结构体、所述空心结构体内部具有一个或多个空气或富氧腔体；优选的，在电极基体上还修饰有过氧化氢的催化剂颗粒和与待测物对应的氧化酶。

优选的，所述空心结构体选自立方体、长方体、柱体、椎体、球体结构及不规则立体结构中的一种。

优选的，所述空心结构体的材料选自：金属材料、无机材料、高分子材料、或其任意组合的复合材料；更优选的，所述金属材料选自镍、铜、钛、铝、金中的一种或其合金；更优选的，所述无机材料包括金属氧化物、碳材料或其组合；更进一步优选的，所述碳材料选自碳、石墨烯、还原石墨烯中的一种或者几种的组合；更进一步优选的，金属氧化物选自氧化镍、氧化硅、氧化锆、氧化铝、氧化铜、氧化钛中的一种或者几种的组合；更选的，所述高分子材料选自聚苯乙烯、聚苯胺、聚吡啶、聚吡咯中的一种或者几种的组合。

优选的，所述过氧化氢还原催化剂选自碳、金属、合金、金属氧化物、金属盐、有机材料还原催化剂中的一种或者几种的组合；更优选的，所述碳选自石墨烯、还原性石墨烯、碳纳米管中的一种或者几种的组合；更优选的，所述金属选自下组：铂、铑、铁、镍、钴、金中的一种或其合金；更优选的，所述有机材料还原催化剂选自生物材料和/或金属有机配合物；更进一步优选的，所述生物材料选自细胞色素C、过氧化氢酶、辣根过氧化物酶、普鲁士蓝中的一种或者几种的组合。

优选的，所述电极基体的材料选自金属材料、无机材料、高分子材料、中的一种或者几种的组合；更有选的，所述金属材料选自镍、铜、钛、铝、金中的一种或其合金；更优选的，所述无机材料选自金属氧化物、碳材料或其组合；更进一步优选的，所述碳材选自碳纤维材料、碳纳米管、石墨烯、还原石墨烯中的一种或者几种的组合；更进一步优选的，所述金属氧化物选自氧化镍、氧化硅、氧化锆、氧化铝、氧化铜、氧化钛中的一种或者几种的组合；更优选的，所述高分子材料材料选自聚苯胺膜、聚吡啶膜、聚吡咯膜中的一种或者几种的组合。

优选的，所述电极基材选自疏水材料或亲水材料。

优选的，所述电极材料的表面形貌为平滑或粗糙；更优选的，粗糙的形貌包括：线状、棒状、片状、多孔或不规则状体。

优选的，所述待测物选自尿酸、尿素、葡萄糖、乳酸、乙酰胆碱、醇中的一种或者几种的组合；更优选的，所述醇为胆固醇。

优选的，所述氧化酶选自葡萄糖氧化酶、α-磷酸甘油氧化酶、胆固醇酯酶、胆固醇脱氢酶、胆固醇氧化酶、葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶、乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、胆红素氧化酶、抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶、尿酸酶、胶原酶、质酸酶、蛋白酶或蛋白水解酶中的一种或者几种的组合。

优选的，所述空心结构体为空心球体；

更优选的，所述空心球体表面形貌均匀或者不均匀；

更优选的，所述空心球表面有若干通孔，所述通孔由空心球表面通入腔体内；更进一步优选的，所述通孔直径为0.1nm-20nm；

更优选的，所述空心球的直径为0.03-2μm；

更优选的，所述空心球的壁厚1-500nm。

所述的富氧纳米生物酶电极的制备方法，包括以下步骤：

采用成膜物质将空心结构体铺展、固定在电极基体表面，所述一个或多个空心结构体包含有空气或富氧气体。

优选的，在基体表面还铺展、固定过氧化氢的催化剂颗粒和氧化酶；

优选的，所述空心结构体、过氧化氢的催化剂颗粒和氧化酶混合后在电极基体表面成膜；

优选的，所述空心结构体、过氧化氢的催化剂颗粒和氧化酶分别在电极基体表面成膜，且成膜没有先后顺序；

优选的，所述成膜的成膜物质包括壳聚糖和全氟磺酸质子膜；

优选的，所述成膜过程中还添加表面活性剂；更优选的，所述表面活性剂选自十二烷基苯环酸钠、溴化十六烷三甲基铵、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、单月桂基磷酸酯、单十二烷基磷酸酯钾中的一种或者几种的组合。

优选的，所述氧化酶的固定方法采用共价交联和/或包埋法进行操作；

更优选的，所述共价交联法具体包括以下步骤：将壳聚糖醋酸溶液、空心结构体分散液、氧化酶溶液、戊二醛水溶液以及溶剂混匀，放置后滴加到电极基体表面，干燥后得到该电极；

更优选的，所述空心结构体分散液的质量浓度为0.1％-30％；更进一步优选的，所述空心结构体分散液的溶剂为水或乙醇；

更优选的，所述干燥采用自然干燥和/或烘干的方式进行操作，所述烘干的温度为30-200℃，所述烘干是时间为0.5-12小时；

更优选的，所述放置的时间为5-60分钟；

更优选的，所述壳聚糖醋酸溶的浓度为0.5-5mg/mL，

更优选的，所述氧化酶溶液的浓度为10-200mg/L；

更优选的，所述戊二醛水溶液的浓度为1％-10％。

优选的，所述包埋法具体包括以下步骤：将全氟磺酸质子膜溶液、氧化酶溶液、空心结构体分散液均匀混合后，立即滴加在电极基体上并干燥，得到该电极；

更优选的，所述全氟磺酸质子膜溶液的溶剂为水或者乙醇；

更优选的，所述全氟磺酸质子膜溶液中，全氟磺酸质子膜与溶剂的质量比为1/1000-1/2；

更优选的，所述空心结构体分散液的质量浓度为0.1％-30％；更进一步优选的，所述空心结构体分散液的溶剂为水或乙醇。

一种富氧纳米生物酶传感器装置，包括电极体系，所述电极体系包括权利要求1或2所述的富氧纳米生物酶电极，所述富氧纳米生物酶电极为工作电极，至少部分所述工作电极与待测物溶液相接触；

优选的，所述富氧纳米生物酶电极为阴极；

优选的，所述电极体系还包括对电极，所述对电极选自碳棒电极、Pt电极、钛电极或者铂黑电极中的一种；

优选的，所述装置还包括对电极，及与对电极连接的参比电极；更优选的，所述参比电极选自甘汞电极、银/氯化银电极、汞/氧化汞电极、汞/硫酸亚汞电极中的一种。

一种富氧纳米生物酶测试系统，包括所述的富氧纳米生物酶传感器装置和与之连接的供电系统和显示系统；

优选的，所述供电系统包括电化学工作站。

一种富氧纳米生物酶电化学检测方法，使用所述的富氧纳米生物酶传感器装置或所述的富氧纳米生物酶测试系统对待测物进行检测，通过测得的阴极还原电流信号或者阳极信号得到待测物样品浓度；

优选的，所述测试采用的电解液为pH＝5-8的缓冲溶液；更优选的，所述缓冲溶液的浓度0.1-2M；更优选的，所述缓冲溶液包括：PBS缓冲溶液、硫酸钠缓冲溶液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液、乙酸-乙酸钠缓冲溶液；

优选的，所述待测物选自尿酸、尿素、乳酸、乙酰胆碱、醇中的一种或者几种的组合。

优选的，所述的富氧纳米生物酶电化学检测方法，所述阴极还原电流信号的测试方法包括循环伏安法、线性扫描伏安法、电流-时间测试。

一种在葡萄糖电化学检测中减少干扰并提高检测上限的方法，其特征在于，使用如所述的富氧纳米生物酶传感器装置或所述的富氧纳米生物酶测试系统对待测物进行检测，通过测得的阴极还原电流信号与葡萄糖的标准曲线进行比对，从而减少了氧气含量波动或不足所带来的干扰；

优选的，所述葡萄糖的标准曲线，通过向电解液中加入不同已知浓度的葡萄糖制成标准样本进行测试，记录电流信号和葡萄糖浓度的关系，得到标准曲线；

优选的，所述阴极还原电流信号的测试方法包括循环伏安法、线性扫描伏安法、电流-时间测试；

更优选的，所述循环伏安法测试中，扫描最高电位0.4-0.6V,最低点位-0.3V,扫速0.01-0.1V/s，输出信号在-0.1V或-0.2V处得到阴极还原电流；

更优选的，所述线性扫描伏安法中，扫描最高电位0.4-0.6V,最低点位-0.3V,扫速0.01-0.1V/s，输出信号为在-0.1V或-0.2V处得到阴极还原电流；

更优选的，所述电流-时间测试中，使用-0.1V或-0.2V作为恒电位，扫描时间为10-30s,取第5s的电流值作为阴极还原电流。

所述的富氧纳米生物酶电极，或者所述的富氧纳米生物酶传感器装置，或者所述的富氧纳米生物酶测试系统在检测尿酸、尿素、葡萄糖、乳酸、乙酰胆碱或者胆固醇浓度的设备中的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)本申请所提供的富氧纳米生物酶电极及装置，具有更加宽广的检测限，更加灵敏的灵敏度，良好的稳定性，良好生物相容性的，无毒无污染，抗干扰，准确度高并且可以批量生产。

(2)本申请所提供的富氧纳米生物酶电极，在电极基体上修饰有空心结构体、所述空心结构体内部具有一个或多个空气或富氧腔体，该电极增加了富氧空心结构体，空心结构体中富含氧气，在测量过程中氧气扩散到电极表面，实现在测量瞬间的恒定且充足的氧气供给。并且该电极结构不需要和大气等含氧气的气相接触，即可实现恒定充足的氧气供给，在使用过程中更加方便灵活，具有易于器件化，可以批量生产等优点。

(3)本发明中的富氧纳米生物酶电极及装置所采用的空心球材料成本低廉，制备简单，易于大规模生产。

(4)本发明中的富氧纳米生物酶电极及装置所采用的制备技术要求条件简单，无苛刻的温度气压要求。

(5)本发明中的富氧纳米生物酶电极及装置应用方便，且能够长期使用，稳定性好。

(6)本发明中的富氧纳米生物酶电极及装置，采用的材料均为生物亲和性材料，对生物体无害，可用于人体内检测以及连续检测的用途。

(7)本发明中的葡萄糖检测的方法，检测上线可达60mM，实现了准确地以阴极还原方法检测过氧化氢，避免了人体内易被电化学氧化的物质干扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实例1制备的中空介孔氧化硅纳米球的透射电镜图；

图2为实例2制备的中空介孔氧化硅纳米球的透射电镜图；

图3为实例3制备的中空介孔氧化硅纳米球的透射电镜图；

图4为实例2制备的富氧纳米生物酶电极电流-时间测试曲线；

图5为实例1、实例2、实例3制备的富氧纳米生物酶电极测试葡萄糖浓度的电流线性曲线；

图6为实例2中制备的葡萄糖富氧纳米生物酶传感器装置的抗干扰性表征；

图7为实例5制备的空心氧化铝透射电镜图；

图8为实例5制备的空心氧化铝电极测试葡萄糖浓度的电流线性曲线；

图9为实例6制备的空心氧化铝透射电镜图；

图10为实例6制备的空心氧化铝所制备的富氧纳米生物酶传感器装置测试的葡萄糖浓度电流线性曲线；

图11为实例7制备的空心氧化钛透射电镜图；

图12为实例7制备的空心氧化钛所制备的富氧纳米生物酶传感器装置测试的葡萄糖浓度电流线性曲线；

图13为对比例所制备的实心二氧化硅透射电镜图；

图14为对比例制备的实心二氧化硅所制备的葡萄糖传感器测试的葡萄糖浓度电流线性曲线。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，但是本领域技术人员将会理解，下列所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

采用以下方法制备空心介孔二氧化硅球：

(1)25m l水溶液包括100nm聚苯乙烯微球0.2wt％，十六烷基三甲基溴化铵0.2wt％，氢氧化钠0.056wt％和1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷1.152wt％，80℃下搅拌反应2小时后用水及乙醇离心洗涤3次获得样品。

(2)将(1)中洗涤好的聚苯乙烯微球@介孔硅球滴在清洗好的载玻片上，放入管式炉中，通氧气550℃，煅烧6小时。

(3)将(2)中制备的空心介孔二氧化硅球用洁净刀片从载玻片上刮下，加入一定量的乙醇或去离子水，配成空心介孔二氧化硅球的一定量的乙醇或水溶液。

上述的载玻片清洁方法为用乙醇：丙酮：水为1：1：1的有机溶剂作为清洗剂，超声15分钟，烘箱中烘箱80摄氏度。

采用以下方法制备并检测富氧纳米生物酶传感器装置：

(1)在一次性电极基底上滴加1.6微升体积比分别为2：1：1：14：2的铂纳米颗粒分散液,1/100的全氟磺酸溶液,1％-2％的十二烷基苯环酸钠溶液，乙醇以及去离子水的混合液。

(2)在(1)中电极上滴加1.6微升体积比分别为30：12：43：85：30的12wt％的空心介孔二氧化硅球乙醇溶液，1/2的全氟磺酸溶液，100mg/ml葡萄糖氧化酶水溶液，去离子水及乙醇的混合液。

(3)上述电极自然晾干后放入60℃烘箱中烘2小时。

(4)在(3)中烘好的电极上盖上一层聚合物保护膜，切割电极进行电化学测试。

(5)本发明采用三电极体系进行测试，工作电极连一边，对电极和参比电极连一边，先采用循环伏安法测试，扫描最高电位0.6,最低点位-0.3V,扫速0.05V/s，之后选取-0.2V为恒电位进行I-T(电流-时间)检测，扫描时间为10s,取第5s的电流值作为输出信号。记录不同浓度葡萄糖和加入不同干扰物时对应的电流信号。

实例结果附图1、图5。图1为空心球透射电镜图，图5为实例1葡萄糖浓度-电流性曲线。可以看到，本发明可以有效的提高检测线性范围。

实施例2

采用以下方法制备空心介孔二氧化硅球球：

(1)25ml水溶液包括100nm聚苯乙烯微球0.2wt％，十六烷基三甲基溴化铵0.2wt％，氢氧化钠0.056wt％和1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷0.768wt％，80℃下搅拌反应2小时后用水及乙醇离心洗涤3次获得样品。

(2)将(1)中洗涤好的聚苯乙烯@介孔二氧化硅球滴在清洗好的载玻片上，放入管式炉中，通氧气550℃，煅烧6小时。

(3)将(2)中制备的空心介孔二氧化硅球用洁净刀片从载玻片上刮下，加入一定量的乙醇或去离子水，配成空心介孔二氧化硅球的一定量的乙醇或水溶液。

上述的载玻片清洁方法为用乙醇：丙酮：水为1：1：1的有机溶剂作为清洗剂，超声15分钟，烘箱中烘箱80摄氏度。

采用以下方法制备并检测富氧纳米生物酶传感器装置：

(1)在一次性电极基底上滴加1.6微升体积比分别为2：1：1：14：2的铂纳米颗粒,1/100的全氟磺酸,1％-2％的十二烷基苯环酸钠溶液，乙醇以及去离子水的混合液。

(2)在(1)中电极上滴加1.6微升体积比分别为40：12：43：85：30的12wt％的空心介孔二氧化硅球乙醇溶液，1/2的全氟磺酸溶液，100mg/ml葡萄糖氧化酶水溶液，去离子水及乙醇的混合液。

(3)上述电极自然晾干后放入60℃烘箱中烘2小时。

(4)在(3)中烘好的电极上盖上一层聚合物保护膜，切割电极进行电化学测试。

(5)本发明采用三电极体系进行测试，工作电极连一边，对电极和参比电极连一边。先采用循环伏安法测试，扫描最高电位0.6,最低点位-0.3V,扫速0.05V/s。之后选取-0.2V为恒电位进行I-T检测，扫描时间为10s,取第5s的电流值作为输出信号。记录不同浓度葡萄糖和加入不同干扰物时对应的电流信号。

实例结果附图2、图5、图6。图1为空心球透射电镜图，图5为实例2葡萄糖浓度-电流线性曲线。可以看到，本发明可以有效的提高检测线性范围。图6可以看到亲水富氧葡萄糖传感器可以有效防止常见干扰物的干扰。

实施例3

采用以下方法制备空心介孔二氧化硅球：

(1)25ml水溶液包括100nm聚苯乙烯微球0.2wt％，十六烷基三甲基溴化铵0.2wt％，氢氧化钠0.056wt％和1,2-二(三乙氧基硅基)乙烷0.576wt％，80℃下搅拌反应2小时后用水及乙醇离心洗涤3次获得样品。

(2)将(1)中洗涤好的聚苯乙烯@介孔二氧化硅球滴在清洗好的载玻片上，放入管式炉中，通氧气550℃，煅烧6小时。

(3)将(2)中制备的空心介孔二氧化硅球用洁净刀片从载玻片上刮下，加入一定量的乙醇或去离子水，配成空心介孔二氧化硅球的一定量的乙醇或水溶液。

上述的载玻片清洁方法为用乙醇：丙酮：水为1：1：1的有机溶剂作为清洗剂，超声15分钟，烘箱中烘箱80摄氏度。

采用以下方法制备并检测富氧纳米生物酶传感器装置：

(1)在一次性电极基底上滴加1.6微升体积比分别为2：1：1：14：2的铂纳米颗粒,1/100的全氟磺酸,1％-2％的十二烷基苯环酸钠溶液，乙醇以及去离子水的混合液。

(2)在(1)中电极上滴加1.6微升体积比分别为60：12：43：85：30的12wt％的空心介孔二氧化硅球乙醇溶液，1/2的全氟磺酸溶液，100mg/ml葡萄糖氧化酶水溶液，去离子水及乙醇的混合液。

(3)上述电极自然晾干后放入60℃烘箱中烘2小时。

(4)在(3)中烘好的电极上盖上一层聚合物保护膜，切割电极进行电化学测试。

(5)本发明采用三电极体系进行测试，工作电极连一边，对电极和参比电极连一边。先采用循环伏安法测试，扫描最高电位0.6,最低点位-0.3V,扫速0.05V/s。之后选取-0.2V为恒电位进行I-T检测，扫描时间为10s,取第5s的电流值作为输出信号。记录不同浓度葡萄糖和加入不同干扰物时对应的电流信号。

实例结果附图3、图5。图3为空心球透射电镜图，图5为实例3葡萄糖浓度-电流线性曲线。可以看到，本发明可以有效的提高检测线性范围。

实施例4

采用以下方法制备空心氧化铝球：

(1)0.6303g甲酸铵溶于50ml去离子水，用甲酸调节pH至4.4。加入超声15分钟的3ml(2.5wt％)100nm的聚苯乙烯微球的水溶液和0.351g硫酸铝。70摄氏度反应两小时后用水乙醇离心洗涤。

(2)将(1)中洗涤好的聚苯乙烯微球@氧化铝球球滴在清洗好的载玻片上，放入管式炉中，通氧气550℃煅烧2小时。

(3)将(2)中制备的空心氧化铝球用洁净刀片从载玻片上刮下，加入一定量的乙醇或去离子水，配成空心氧化铝球的一定量的乙醇或水溶液。

上述的载玻片清洁方法为用乙醇：丙酮：水为1：1：1的有机溶剂作为清洗剂，超声15分钟，烘箱中烘箱80摄氏度。

采用以下方法制备并检测富氧纳米生物酶传感器装置：

(1)在一次性电极基底上滴加1.6微升体积比分别为2：1：1：14：2的铂纳米颗粒,1/100的全氟磺酸水溶液,1％-2％的十二烷基苯环酸钠溶液，乙醇以及去离子水的混合液。

(2)在(1)中电极上滴加1.6微升体积比分别为30：12：43：85：30的12wt％的空心氧化铝球乙醇溶液，1/2的全氟磺酸溶液，100mg/ml葡萄糖氧化酶水溶液，去离子水及乙醇的混合液。

(3)上述电极自然晾干后放入60℃烘箱中烘2小时。

(4)在(3)中烘好的电极上盖上一层聚合物保护膜，切割电极进行电化学测试。

(5)本发明采用三电极体系进行测试，工作电极连一边，对电极和参比电极连一边。先采用循环伏安法测试，扫描最高电位0.6,最低点位-0.3V,扫速0.05V/s。之后选取-0.2V为恒电位进行I-T检测，扫描时间为10s,取第5s的电流值作为输出信号。记录不同浓度葡萄糖和加入不同干扰物时对应的电流信号。

实施例5

采用以下方法制备空心氧化铝球：

(1)0.6303g甲酸铵溶于50ml去离子水，用甲酸调节pH至4.4。加入超声15分钟的3ml(2.5wt％)200nm的聚苯乙烯微球的水溶液和0.351g硫酸铝。70摄氏度反应两小时后用水乙醇离心洗涤。

(2)将(1)中洗涤好的聚苯乙烯微球@氧化铝球滴在清洗好的载玻片上，放入管式炉中，通氧气550℃煅烧2小时。

(3)将(2)中制备的空心氧化铝球用洁净刀片从载玻片上刮下，加入一定量的乙醇或去离子水，配成空心氧化铝球的一定量的乙醇或水溶液。

上述的载玻片清洁方法为用乙醇：丙酮：水为1：1：1的有机溶剂作为清洗剂，超声15分钟，烘箱中烘箱80摄氏度。

采用以下方法制备并检测富氧纳米生物酶传感器装置：

(1)在一次性电极基底上滴加1.6微升体积比分别为2：1：1：14：2的铂纳米颗粒,1/100的全氟磺酸,1％-2％的十二烷基苯环酸钠溶液，乙醇以及去离子水的混合液。

(2)在(1)中电极上滴加1.6微升体积比分别为30：12：43：85：30的12wt％的空心氧化铝球乙醇溶液，1/2的全氟磺酸溶液，100mg/ml葡萄糖氧化酶水溶液，去离子水及乙醇的混合液。

(3)上述电极自然晾干后放入60℃烘箱中烘2小时。

(4)在(3)中烘好的电极上盖上一层聚合物保护膜，切割电极进行电化学测试。

(5)本发明采用三电极体系进行测试，工作电极连一边，对电极和参比电极连一边。先采用循环伏安法测试，扫描最高电位0.6,最低点位-0.3V,扫速0.05V/s。之后选取-0.2V为恒电位进行I-T检测，扫描时间为10s,取第5s的电流值作为输出信号。记录不同浓度葡萄糖和加入不同干扰物时对应的电流信号。

实例结果附图7、图8。图7为空心球透射电镜图，图8为实例5葡萄糖浓度-电流线性曲线。可以看到，本发明可以有效的提高检测线性范围。

实施例6

采用以下方法制备空心氧化铝球：

(1)0.6303g甲酸铵溶于50ml去离子水，用甲酸调节pH至4.4。加入超声15分钟的3ml(2.5wt％)300nm的聚苯乙烯微球的水溶液和0.351g硫酸铝。70摄氏度反应两小时后用水乙醇离心洗涤。

(2)将(1)中洗涤好的聚苯乙烯微球@氧化铝球滴在清洗好的载玻片上，放入管式炉中，通氧气550℃煅烧2小时。

(3)将(2)中制备的空心氧化铝球用洁净刀片从载玻片上刮下，加入一定量的乙醇或去离子水，配成空心氧化铝球的一定量的乙醇或水溶液。

上述的载玻片清洁方法为用乙醇：丙酮：水为1：1：1的有机溶剂作为清洗剂，超声15分钟，烘箱中烘箱80摄氏度。

采用以下方法制备并检测富氧纳米生物酶传感器装置：

(1)在一次性电极基底上滴加1.6微升体积比分别为2：1：1：14：2的铂纳米颗粒,1/100的全氟磺酸,1％-2％的十二烷基苯环酸钠溶液，乙醇以及去离子水的混合液。

(2)在(1)中电极上滴加1.6微升体积比分别为30：12：43：85：30的12wt％的空心氧化铝球乙醇溶液，1/2的全氟磺酸溶液，100mg/ml葡萄糖氧化酶水溶液，去离子水及乙醇的混合液。

(3)上述电极自然晾干后放入60℃烘箱中烘2小时。

(4)在(3)中烘好的电极上盖上一层聚合物保护膜，切割电极进行电化学测试。

(5)本发明采用三电极体系进行测试，工作电极连一边，对电极和参比电极连一边。先采用循环伏安法测试，扫描最高电位0.6,最低点位-0.3V,扫速0.05V/s。之后选取-0.2V为恒电位进行I-T检测，扫描时间为10s,取第5s的电流值作为输出信号。记录不同浓度葡萄糖和加入不同干扰物时对应的电流信号。

实例结果附图9、图10。图9为空心球透射电镜图，图10为实例6葡萄糖浓度-电流线性曲线。可以看到，本发明可以有效的提高检测线性范围。

实施例7

采用以下方法制备空心二氧化钛球：

(1)6ml(2.5wt％)100nm聚苯乙烯微球的水溶液中加入质量比10：34.716：2：0.88的去离子水，乙醇，钛酸四丁酯，乙酰丙酮。升温至40℃恒温反应10小时后用水乙醇离心洗涤3次得样品。

(2)将(1)中洗涤好的聚苯乙烯@二氧化钛球滴在清洗好的载玻片上，放入管式炉中，通氧气550℃煅烧2小时。

(3)将(2)中制备的空心二氧化钛球用洁净刀片从载玻片上刮下，加入一定量的乙醇或去离子水，配成空心二氧化钛球的一定量的乙醇或水溶液。

上述的载玻片清洁方法为用乙醇：丙酮：水为1：1：1的有机溶剂作为清洗剂，超声15分钟，烘箱中烘箱80摄氏度。

采用以下方法制备并检测富氧纳米生物酶传感器装置：

(1)在一次性电极基底上滴加1.6微升体积比分别为2：1：1：14：2的铂纳米颗粒,1/100的全氟磺酸,1％-2％的十二烷基苯环酸钠溶液，乙醇以及去离子水的混合液。

(2)在(1)中电极上滴加1.6微升体积比分别为30：12：43：85：30的12wt％的空心氧化铝球乙醇溶液，1/2的Nafion溶液，100mg/ml葡萄糖氧化酶水溶液，去离子水及乙醇的混合液。

(3)上述电极自然晾干后放入60℃烘箱中烘2小时。

(4)在(3)中烘好的电极上盖上一层聚合物保护膜，切割电极进行电化学测试。

(5)本发明采用三电极体系进行测试，工作电极连一边，对电极和参比电极连一边。先采用循环伏安法测试，扫描最高电位0.6,最低点位-0.3V,扫速0.05V/s。之后选取-0.2V为恒电位进行I-T检测，扫描时间为10s,取第5s的电流值作为输出信号。记录不同浓度葡萄糖和加入不同干扰物时对应的电流信号。

实例结果附图11、图12。图11为空心球透射电镜图，图12为实例7葡萄糖浓度-电流线性曲线。可以看到，本发明可以有效的提高检测线性范围。

实施例8

采用以下方法制备空心TiO₂球：

(1)6ml(2.5wt％)200nm聚苯乙烯微球的水溶液中加入质量比10：34.716：2：0.88的去离子水，乙醇，钛酸四丁酯，乙酰丙酮。升温至40℃恒温反应10小时后用水乙醇离心洗涤3次得样品。

(2)将(1)中洗涤好的聚苯乙烯@二氧化钛球滴在清洗好的载玻片上，放入管式炉中，通氧气550℃煅烧2小时。

(3)将(2)中制备的空心二氧化钛球用洁净刀片从载玻片上刮下，加入一定量的乙醇或去离子水，配成空心二氧化钛球的一定量的乙醇或水溶液。

上述的载玻片清洁方法为用乙醇：丙酮：水为1：1：1的有机溶剂作为清洗剂，超声15分钟，烘箱中烘箱80摄氏度。

采用以下方法制备并检测富氧纳米生物酶传感器装置：

(1)在一次性电极基底上滴加1.6微升体积比分别为2：1：1：14：2的铂纳米颗粒,1/100的全氟磺酸,1％-2％的十二烷基苯环酸钠溶液，乙醇以及去离子水的混合液。

(2)在(1)中电极上滴加1.6微升体积比分别为30：12：43：85：30的12wt％的空心氧化铝球乙醇溶液，1/2的Nafion溶液，100mg/ml葡萄糖氧化酶水溶液，去离子水及乙醇的混合液。

(3)上述电极自然晾干后放入60℃烘箱中烘2小时。

(4)在(3)中烘好的电极上盖上一层聚合物保护膜，切割电极进行电化学测试。

(5)本发明采用三电极体系进行测试，工作电极连一边，对电极和参比电极连一边。先采用循环伏安法测试，扫描最高电位0.6,最低点位-0.3V,扫速0.05V/s。之后选取-0.2V为恒电位进行I-T检测，扫描时间为10s,取第5s的电流值作为输出信号。记录不同浓度葡萄糖和加入不同干扰物时对应的电流信号。

实施例9

(1)6ml(2.5wt％)300nm聚苯乙烯微球的水溶液中加入质量比10：34.716：2：0.88的去离子水，乙醇，钛酸四丁酯，乙酰丙酮。升温至40℃恒温反应10小时后用水乙醇离心洗涤3次得样品。

(2)将(1)中洗涤好的聚苯乙烯@二氧化钛球滴在清洗好的载玻片上，放入管式炉中，通氧气550℃煅烧2小时。

(3)将(2)中制备的空心二氧化钛球用洁净刀片从载玻片上刮下，加入一定量的乙醇或去离子水，配成空心二氧化钛球的一定量的乙醇或水溶液。

上述的载玻片清洁方法为用乙醇：丙酮：水为1：1：1的有机溶剂作为清洗剂，超声15分钟，烘箱中烘箱80摄氏度。

采用以下方法制备并检测富氧纳米生物酶传感器装置：

(1)在一次性电极基底上滴加1.6微升体积比分别为2：1：1：14：2的铂纳米颗粒,1/100的全氟磺酸,1％-2％的十二烷基苯环酸钠溶液，乙醇以及去离子水的混合液。

(2)在(1)中电极上滴加1.6微升体积比分别为30：12：43：85：30的12wt％的空心氧化铝球乙醇溶液，1/2的全氟磺酸溶液，100mg/ml葡萄糖氧化酶水溶液，去离子水及乙醇的混合液。

(3)上述电极自然晾干后放入60℃烘箱中烘2小时。

(4)在(3)中烘好的电极上盖上一层聚合物保护膜，切割电极进行电化学测试。

(5)本发明采用三电极体系进行测试，工作电极连一边，对电极和参比电极连一边。先采用循环伏安法测试，扫描最高电位0.6,最低点位-0.3V,扫速0.05V/s。之后选取-0.2V为恒电位进行I-T检测，扫描时间为10s,取第5s的电流值作为输出信号。记录不同浓度葡萄糖和加入不同干扰物时对应的电流信号。

对比例

采用以下方法制备二氧化硅实心球：

(1)体积比为75：10：3.15：2的乙醇，水，氨水和正硅酸四乙酯的混合溶液在室温下搅拌反应1小时后，分别用水、乙醇离心洗涤3次获得二氧化硅实心球。

(2)将制备好的二氧化硅实心球滴在洁净载玻片上，干燥后用洁净刀片从载玻片上刮下，加入一定量的乙醇或去离子水，配成实心球的一定量的乙醇或水溶液。上述的载玻片清洁方法为用乙醇：丙酮：水为1：1：1的有机溶剂作为清洗剂，超声15分钟，烘箱中烘箱80摄氏度。

采用以下方法制备并检测富氧纳米生物酶传感器装置：

(1)在一次性电极基底上滴加1.6微升体积比分别为2：1：1：14：2的铂纳米颗粒,1/100的全氟磺酸,1％-2％的十二烷基苯环酸钠溶液，乙醇以及去离子水的混合液。

(2)在(1)中电极上滴加1.6微升体积比分别为30：12：43：85：30的12wt％的空心氧化铝球乙醇溶液，1/2的全氟磺酸溶液，100mg/ml葡萄糖氧化酶水溶液，去离子水及乙醇的混合液。

(3)上述电极自然晾干后放入60℃烘箱中烘2小时。

(4)在(3)中烘好的电极上盖上一层聚合物保护膜，切割电极进行电化学测试。

(5)本发明采用三电极体系进行测试，工作电极连一边，对电极和参比电极连一边。先采用循环伏安法测试，扫描最高电位0.6,最低点位-0.3V,扫速0.05V/s。之后选取-0.2V为恒电位进行I-T检测，扫描时间为10s,取第5s的电流值作为输出信号。记录不同浓度葡萄糖和加入不同干扰物时对应的电流信号。

实例结果附图13、图14。图13为实心SiO₂球透射电镜图，图14为对比例葡萄糖浓度-电流线性曲线。可以看到，非空心结构的二相葡萄糖传感器线性范围较上述三相富氧葡萄糖传感器显著降低。

尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员应当理解：在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围；因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些替换和修改。

Claims (56)

1.一种富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，包括电极体系，所述电极体系包括富氧纳米生物酶电极，所述富氧纳米生物酶电极为工作电极，至少部分所述工作电极与待测物溶液相接触；所述富氧纳米生物酶电极为阴极；

所述富氧纳米生物酶电极，在电极基体上修饰有多个空心结构体，所述空心结构体内部具有一个或多个空气或富氧腔体；

在电极基体上还修饰有过氧化氢还原催化剂颗粒和与待测物对应的氧化酶；

所述空心结构体为空心球体；所述空心球体的表面有若干通孔，所述通孔由空心球体的表面通入腔体内；所述通孔的直径为0.1nm-20nm；所述空心球的直径为0.03-2μm。

2.根据权利要求1所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述空心结构体的材料选自金属材料、无机材料或高分子材料中的一种或者几种的复合材料。

3.根据权利要求2所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述金属材料选自镍、铜、钛、铝、金中的一种或其合金。

4.根据权利要求2所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述无机材料选自金属氧化物和/或碳材料。

5.根据权利要求4所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述碳材料为石墨烯。

6.根据权利要求5所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述石墨烯为还原石墨烯。

7.根据权利要求4所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述金属氧化物选自氧化镍、氧化锆、氧化铝、氧化铜、氧化钛、氧化铈中的一种或者几种的组合。

8.根据权利要求2所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述高分子材料选自聚苯乙烯、聚苯胺、聚吡啶或聚吡咯中的一种或者几种的组合。

9.根据权利要求1所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述过氧化氢还原催化剂选自碳、金属、金属氧化物、金属盐、有机材料还原催化剂中的一种或者几种的组合。

10.根据权利要求9所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述碳选自石墨烯和/或碳纳米管。

11.根据权利要求9所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述金属选自铂、铑、铁、镍、钴、金中的一种或其合金。

12.根据权利要求9所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述有机材料还原催化剂选自生物材料和/或金属有机配合物，所述生物材料选自细胞色素C、过氧化氢酶或辣根过氧化物酶中的一种或者几种的组合。

13.根据权利要求1所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述电极基体的材料选自金属材料、无机材料、高分子材料中的一种或者几种的组合。

14.根据权利要求13所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述金属材料选自镍、铜、钛、铝、金中的一种或其合金。

15.根据权利要求13所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述无机材料选自金属氧化物和/或碳材料。

16.根据权利要求15所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述碳材选自碳纤维材料、碳纳米管或石墨烯中的一种或者几种的组合。

17.根据权利要求15所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述金属氧化物选自氧化镍、氧化锆、氧化铝、氧化铜、氧化钛中的一种或者几种的组合。

18.根据权利要求13所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述高分子材料选自聚苯胺膜、聚吡啶膜或聚吡咯膜中的一种或者几种的组合。

19.根据权利要求1所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述电极的基材选自疏水材料或亲水材料。

20.根据权利要求1所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述电极的表面形貌为平滑或粗糙；粗糙的形貌包括：线状、棒状、片状、多孔或不规则状体。

21.根据权利要求1所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述待测物选自尿酸、肌酐、尿素、葡萄糖、乳酸、乙酰胆碱、甘油三酯、胆固醇中的一种或者几种的组合。

22.根据权利要求1所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述氧化酶选自葡萄糖氧化酶、α-磷酸甘油氧化酶、胆固醇酯酶、胆固醇脱氢酶、胆固醇氧化酶、葡萄糖脱氢酶、乳酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、胆红素氧化酶、抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶、尿酸酶、胶原酶、质酸酶、蛋白酶或蛋白水解酶中的一种或者几种的组合。

23.根据权利要求1所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述空心球体的表面形貌均匀或者不均匀。

24.根据权利要求1所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述空心球体的壁厚1-500nm。

25.根据权利要求1所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述富氧纳米生物酶电极的制备方法，包括以下步骤：

采用成膜物质将多个空心结构体固定在电极基体表面，所述空心结构体内包含有空气或富氧气体；

在基体表面还固定有过氧化氢还原催化剂颗粒和氧化酶；

所述空心结构体、所述过氧化氢还原催化剂颗粒和所述氧化酶混合后在电极基体表面成膜；

或者；

所述空心结构体、所述过氧化氢还原催化剂颗粒和所述氧化酶分别在电极基体表面成膜，且成膜没有先后顺序；

所述成膜物质选自壳聚糖、牛血清白蛋白或全氟磺酸质子膜中的一种。

26.根据权利要求25所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述成膜的过程中还添加表面活性剂，所述表面活性剂选自十二烷基苯环酸钠、溴化十六烷三甲基铵、月桂基磺化琥珀酸单酯二钠、椰油酸单乙醇酰胺磺基琥珀酸单酯二钠、单月桂基磷酸酯、单十二烷基磷酸酯钾中的一种或者几种的组合。

27.根据权利要求25所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述氧化酶的固定方法采用共价交联或包埋法进行操作。

28.根据权利要求27所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述共价交联法具体包括以下步骤：将壳聚糖醋酸溶液、空心结构体分散液、氧化酶溶液、戊二醛水溶液以及溶剂混匀，放置后滴加到电极基体表面，干燥后得到该电极。

29.根据权利要求28所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述空心结构体分散液的质量浓度为0.1%-30%。

30.根据权利要求29所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述空心结构体分散液的溶剂为水或乙醇。

31.根据权利要求28所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述干燥采用自然干燥或烘干的方式进行操作，所述烘干的温度为30-200℃，所述烘干的时间为0.5-12小时。

32.根据权利要求28所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述放置的时间为5-60分钟。

33.根据权利要求28所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述壳聚糖醋酸溶液的浓度为0.5-5mg/mL。

34.根据权利要求28所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述氧化酶溶液的浓度为10-200mg/L。

35.根据权利要求28所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述戊二醛水溶液的浓度为1%-10%。

36.根据权利要求27所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述包埋法具体包括以下步骤：将全氟磺酸质子膜溶液、氧化酶溶液、空心结构体分散液均匀混合后，立即滴加在电极基体上并干燥，得到该电极。

37.根据权利要求36所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述全氟磺酸质子膜溶液的溶剂为水或者乙醇。

38.根据权利要求36所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述全氟磺酸质子膜溶液中，全氟磺酸质子膜与溶剂的质量比为1/1000-1/2。

39.根据权利要求36所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述空心结构体分散液的质量浓度为0.1%-30%。

40.根据权利要求39所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述空心结构体分散液的溶剂为水或乙醇。

41.根据权利要求1所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述电极体系还包括对电极，所述对电极选自碳棒电极、Pt电极、钛电极或者铂黑电极中的一种。

42.根据权利要求1所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述装置还包括对电极，及与对电极连接的参比电极。

43.根据权利要求42所述的富氧纳米生物酶传感器装置，其特征在于，所述参比电极选自甘汞电极、银/氯化银电极、汞/氧化汞电极、汞/硫酸亚汞电极中的一种。

44.一种富氧纳米生物酶测试系统，包括如权利要求1-43任一项所述的富氧纳米生物酶传感器装置和与之连接的供电系统和显示系统。

45.根据权利要求44所述的富氧纳米生物酶测试系统，其特征在于，所述供电系统为电化学工作站。

46.一种富氧纳米生物酶电化学检测方法，使用如权利要求1-43中任一项所述的富氧纳米生物酶传感器装置或如权利要求44或45所述的富氧纳米生物酶测试系统对待测物进行检测，其特征在于，通过测得的阴极还原电流信号得到待测物样品浓度。

47.根据权利要求46所述的富氧纳米生物酶电化学检测方法，其特征在于，所述检测采用的电解液为pH=5-8的缓冲溶液。

48.根据权利要求47所述的富氧纳米生物酶电化学检测方法，其特征在于，所述缓冲溶液的浓度0.1-2M。

49.根据权利要求47所述的富氧纳米生物酶电化学检测方法，其特征在于，所述缓冲溶液选自PBS缓冲溶液、硫酸钠缓冲溶液、磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲溶液或乙酸-乙酸钠缓冲溶液中的一种。

50.根据权利要求46所述的富氧纳米生物酶电化学检测方法，其特征在于，所述待测物选自尿酸、葡萄糖、尿素、乳酸、乙酰胆碱、醇中的一种或者几种的组合。

51.根据权利要求46所述的富氧纳米生物酶电化学检测方法，其特征在于，所述阴极还原电流信号的测试方法包括循环伏安法、线性扫描伏安法、电流-时间测试。

52.一种在葡萄糖电化学检测中减少干扰并提高检测上限的方法，使用如权利要求1-43任一项所述的富氧纳米生物酶传感器装置或如权利要求44或45所述的富氧纳米生物酶测试系统对待测物进行检测，其特征在于，通过测得的阴极还原电流信号与葡萄糖的标准曲线进行比对，从而减少了氧气含量波动或不足所带来的干扰；

所述葡萄糖的标准曲线，通过向电解液中加入不同已知浓度的葡萄糖制成标准样本进行测试，记录电流信号和葡萄糖浓度的关系，得到标准曲线；

所述阴极还原电流信号的测试方法选自循环伏安法、线性扫描伏安法或电流-时间测试中的一种。

53.根据权利要求52所述的在葡萄糖电化学检测中减少干扰并提高检测上限的方法，其特征在于，所述循环伏安法测试中，扫描最高电位0.6V,最低点位-0.5V,扫速0.01-1V/s，输出信号在-0.5-0.6V之间得到的阴极还原电流。

54.根据权利要求52所述的在葡萄糖电化学检测中减少干扰并提高检测上限的方法，其特征在于，所述线性扫描伏安法中，扫描最高电位0.6V,最低点位-0.3V,扫速0.01-0.1V/s，输出信号为在-0.1V或-0.2V处得到阴极还原电流。

55.根据权利要求52所述的在葡萄糖电化学检测中减少干扰并提高检测上限的方法，其特征在于，所述电流-时间测试中，使用0-0.6V之间某电位作为恒电位，扫描时间为10-30s,取第5-10s之间的电流值作为阴极还原电流。

56.如权利要求1-43任一项所述的富氧纳米生物酶传感器装置，或者如权利要求44或45所述的富氧纳米生物酶测试系统在检测尿酸、肌酐、尿素、葡萄糖、乳酸、乙酰胆碱、甘油三酯或者胆固醇浓度的设备中的应用。

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