CN111334559A - 一种纳米酶-气凝胶复合材料及唾液中酒精含量、血液中葡萄糖含量的检测方法 - Google Patents

一种纳米酶-气凝胶复合材料及唾液中酒精含量、血液中葡萄糖含量的检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种纳米酶‑气凝胶复合材料，由双亲气凝胶原位生长具有过氧化氢酶活性的纳米酶制备得到。本发明提供的上述纳米酶‑气凝胶复合材料具有非常好的亲水性，良好的机械性能，较高的过氧化氢酶活性和良好的生物相容性。气凝胶的合成原料聚乙烯醇和顺丁烯二酸都是价钱低且生物友好的试剂。纳米酶原位生长在气凝胶上，增加了纳米粒子的稳定性和生物安全性，降低了纳米材料在生物应用中的污染。该材料可重复利用，循环使用十次其活性仍然高达84.9％。缓冲溶液中酒精的检出限为0.50mM，唾液中酒精含量检测的动态范围为0.50‑15mM，涵盖国标中酒驾和醉驾的酒精浓度范围。

Description

一种纳米酶-气凝胶复合材料及唾液中酒精含量、血液中葡萄 糖含量的检测方法
技术领域
本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种纳米酶-气凝胶复合材料及唾液中酒精含量、血液中葡萄糖含量的检测方法。
背景技术
目前酒精检测的方法有呼出气体酒精含量检测仪(GB/T 21254-2017)，顶空气相色谱法(GA/T 842-2009)以及唾液酒精检测试纸条(GA/T 843-2009)。
其中，呼出气体酒精含量检测仪用于检测呼出气体中酒精的含量，具体方法是收集呼出气体，通过电化学方法检测酒精含量。工作电流不大于120mA，特点是便携设计、小巧时尚。该方法是交通中常用的检测酒驾的方法。但该方法容易受到当时温度、湿度、周围环境和人为吹气方式不同的影响，要多次采集样本保证检测的准确性，通常用于定性检测。
顶空气相色谱法又称液上气相色谱分析，是一种联合操作技术。通常采用进样针在一定条件下一定温度下对固体、液体、气体等进行萃取吸附，然后在气相色谱分析仪上进行脱附注射。萃取过程常在固相微萃取平台上进行。顶空气相色谱法用于检测血液中酒精含量，可以准确定量，但是需配备昂贵的大型仪器，操作人员需要进行培训，血液样本的采集比较繁琐并且伴随疼痛，耗费精力和时间。
唾液酒精检测试纸条用于检测唾液中酒精的含量。将有试纸条反应垫的一端放入受测试者舌下，合上嘴巴，确保唾液渗透试纸条，或让受试者将唾液吐在包装袋中，将反应垫渗透唾液中，立即开始计时，到达规定时间后，拔出试纸条。唾液酒精检测试纸条是一种半定量检测方式，通过颜色比对进行酒驾醉驾的判断，会因个人颜色辨别差异对检测结果产生影响，目前使用不广泛。
发明内容
鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种纳米酶-气凝胶复合材料及唾液中酒精含量、血液中葡萄糖含量的检测方法，收集样本简单，检测方便，且准确度高。
本发明提供了一种纳米酶-气凝胶复合材料，由双亲气凝胶原位生长具有过氧化氢酶活性的纳米酶制备得到。
优选的，所述双亲气凝胶为聚乙烯醇气凝胶。
优选的，所述纳米酶为以Pd为核、Pt为壳的核-壳结构纳米粒子，Au纳米粒子，Ag纳米粒子和CeO2纳米粒子中的任意一种或多种。
本发明将上述以Pd为核、Pt为壳的核-壳结构纳米粒子记为Pd@Pt纳米粒子。
本发明提供的纳米酶-气凝胶复合材料，包含两个部分，聚乙烯醇气凝胶材料和纳米酶，如Pd@Pt纳米粒子。气凝胶材料一方面可以收集唾液，一方面提供了纳米酶的生长位点。这种材料比普通的棉签吸收效果好，更方便收集生物样本。
本发明中，所述具有过氧化氢酶活性的纳米酶可以替换为具有其他酶活性(过氧化物酶活性)的纳米材料，采用比色法进行检测。
本发明公开了上述纳米酶-气凝胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1)将聚乙烯醇、交联剂顺丁烯二酸，和无机酸混合，反应得到双亲气凝胶；
S2)将金属粒子前驱体、表面活性剂、还原剂的混合溶液，与双亲气凝胶混合，进行水热反应，得到纳米酶-气凝胶复合材料。
优选的，所述无机酸为浓硫酸。
优选的，所述步骤S1)中，反应的温度为100-200℃，反应的时间为16-48h。
在本发明的一些具体实施例中，反应在200℃烘箱中进行。
优选的，所述步骤S1)具体为：
在聚乙烯醇水溶液中，加入交联剂顺丁烯二酸，无机酸，搅拌均匀，进行反应。
所述聚乙烯醇水溶液的浓度优选为3wt％-10wt％，更优选为6wt％。
所述交联剂顺丁烯二酸和聚乙烯醇的比例关系优选为顺丁烯二酸中的-COOH与聚乙烯醇中的-OH的比例为30％～50％，例如30％，40％或50％，更优选为30％。
优选的，所述步骤S1)还包括：
将得到的双亲气凝胶在去离子水中浸泡至溶液呈中性，冷冻干燥。
优选的，所述步骤S2)中，水热反应的温度为90℃，反应的时间为2h。
优选的，所述金属粒子前驱体为Pt、Pd前驱体，如氯铂酸和氯钯酸；或者为氯金酸，硝酸银，硝酸铈中的一种或多种。所述表面活性剂为普郎尼克F127；所述还原剂为抗坏血酸。
优选的，所述步骤S2)还包括：
将得到的纳米酶-气凝胶复合材料在去离子水中浸泡至溶液呈中性，冷冻干燥。
本发明提供的上述纳米酶-气凝胶复合材料，具备良好的亲水亲油性能和多孔性质。Pd@Pt纳米粒子或Au纳米粒子，Ag纳米粒子、CeO2纳米粒子均匀分布在气凝胶的3D网状结构中，具有过氧化氢酶活性。
利用气凝胶的双亲性质和多孔性质，本发明提供了一种检测唾液中酒精含量和血液中葡萄糖含量的新方法。采用上述纳米酶-气凝胶复合材料收集生物样本(唾液和血液)，然后将天然酶和纳米酶组合起来级联催化酒精/葡萄糖产生过氧化氢进而分解生成氧气，最后利用气压计检测因生成氧气而引起的压强变化，进行定量检测。
天然酶和纳米酶的级联催化组合，兼具高选择性和强催化活性，保证酒精/葡萄糖到氧气的转化过程。
采用气压计进行压强检测，不仅能保证准确定量，而且不需要配备大型仪器，具有成本低、灵敏度高、操作简单的优点。比起采用紫外-可见分光光度计要更方便，更低廉。
本发明中，检测氧气含量的方法可以采用其他装置，如氧电极。
该检测方法比起国标中的三种检测方法，弥补了呼出气体酒精含量检测仪只能定性的缺点，也克服了顶空气相色谱法需要抽取血液的弊端，同时比唾液酒精检测试纸条更准确地进行定量。
具体的，本发明提供了一种唾液中酒精含量的检测方法，包括以下步骤：
利用上述纳米酶-气凝胶复合材料，或上述制备方法制备的纳米酶-气凝胶复合材料，收集唾液，然后加入酒精氧化酶，密封；通过气压计进行压强检测。
酒精氧化酶将唾液中的酒精分解成过氧化氢，然后在纳米酶-气凝胶复合材料中的Pd@Pt纳米粒子的催化作用下，过氧化氢被分解为水和氧气。
上述在密闭空间生成的氧气可以通过气压计进行压强检测。而通过以上级联反应生成的氧气与唾液中酒精的含量成正比，因此气压计的压强读数就代表着唾液中酒精的含量。
本发明提供了一种血液中葡萄糖含量的检测方法，包括以下步骤：
利用上述纳米酶-气凝胶复合材料，或上述制备方法制备的纳米酶-气凝胶复合材料，收集血液，然后加入葡萄糖氧化酶，密封；通过气压计进行压强检测。
葡萄糖氧化酶将血液中的葡萄糖分解成过氧化氢，然后在纳米酶-气凝胶复合材料中的Pd@Pt纳米粒子的催化作用下，过氧化氢被分解为水和氧气。
上述在密闭空间生成的氧气可以通过气压计进行压强检测。而通过以上级联反应生成的氧气与血液中葡萄糖的含量成正比，因此气压计的压强读数就代表着血液中葡萄糖的含量。
本发明利用纳米酶-气凝胶复合材料检测唾液中酒精含量和血液中葡萄糖含量流程图如图1所示。
本发明采用天然酶作为级联反应的第一步是为了利用天然酶的高催化活性和对目标物的选择性。天然酶与纳米酶组合进行级联催化，可以保证将目标物快速分解成过氧化氢，再利用具有高过氧化氢酶活性的纳米酶催化其分解成氧气，将信号快速准确的转化为气体压强，方便检测。
本发明中，信号输出采用压强变化，压力计是便携的小型设备，成本低，灵敏度高，操作简单、无需专门培训，有利于实现实时检测。
与现有技术相比，本发明提供了一种纳米酶-气凝胶复合材料，由双亲气凝胶原位生长具有过氧化氢酶活性的纳米酶制备得到。
本发明提供的上述纳米酶-气凝胶复合材料具有以下有益效果：
第一、本发明提供的纳米酶-气凝胶复合材料具有非常好的亲水性，能瞬间吸附饱和，比起其他收集生物样本的方式更快更便捷(如棉签)。
第二、所述纳米酶-气凝胶复合材料具有良好的机械性能，可将其切成小块用镊子夹取，有利于与反应溶液分离。
第三、所述纳米酶-气凝胶复合材料具有较高的过氧化氢酶活性。
第四、Pd@Pt纳米粒子原位生长在气凝胶上，增加了纳米粒子的稳定性和生物安全性，降低了纳米材料在生物应用中的污染。
第五、所述纳米酶-气凝胶合成原料聚乙烯醇和顺丁烯二酸都是价钱低且生物友好的试剂，且在反应过程中没有有害物质生成。因此该材料具有良好的生物相容性，1mg材料与人永生化角质形成细胞(HaCat细胞)孵育24h，细胞存活率高达91.5％。
第六、所述纳米酶-气凝胶复合材料可重复利用，循环使用十次其活性仍然高达84.9％。
第七、缓冲溶液中酒精的检出限为0.50mM，唾液中酒精含量检测的动态范围为0.50-15mM，涵盖国标中酒驾和醉驾的酒精浓度范围。
附图说明
图1为本发明利用纳米酶-气凝胶复合材料检测唾液中酒精含量和血液中葡萄糖含量流程图；
图2为本发明制备的纳米酶-气凝胶复合材料的扫描电镜图和高分辨透射电镜图；
图3为纳米酶-气凝胶复合材料在缓冲溶液和40％的唾液中检测酒精含量时的浓度-压强关系图和检测酒精的选择性实验柱状图；
图4为100％唾液(原始唾液)中酒精浓度与压强的关系图；
图5为纳米酶-气凝胶复合材料重复使用十次的活性对比图；
图6为纳米酶-气凝胶复合材料在缓冲溶液和0.5％全血中检测葡萄糖含量时的浓度-压强关系图和检测葡萄糖的选择性实验柱状图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的纳米酶-气凝胶复合材料及唾液中酒精含量、血液中葡萄糖含量的检测方法进行详细描述。
实施例1
1.1制备双亲气凝胶
在聚乙烯醇水溶液8.00g(质量浓度6wt％)中，加入交联剂顺丁烯二酸3.16g(此时顺丁烯二酸中的-COOH与聚乙烯醇中的-OH的比例为30％)，再加入无机酸(浓硫酸，1mL)，搅拌均匀。将反应釜放在200℃烘箱中反应24h。反应所得气凝胶在去离子水中浸泡至溶液呈中性，冷冻干燥。
1.2原位生长Pd@Pt纳米粒子
将含有Pt、Pd前驱体(氯铂酸，浓度80mM和氯钯酸，浓度40mM)，表面活性剂(普朗尼克F127，浓度25mg/mL)，还原剂(抗坏血酸，浓度200mM)的溶液与双亲气凝胶混合，充分浸润，然后水热法90℃反应2h，得到纳米酶-气凝胶复合材料，去离子水中浸泡至溶液呈中性，冷冻干燥。得到原位生长有Pd@Pt纳米粒子的纳米酶-气凝胶复合材料。
对制备的纳米酶-气凝胶复合材料进行形貌检测，结果如图2所示，其中，图A为扫描电镜图，图B为高分辨透射电镜图。
由图2可以看出，Pd@Pt纳米粒子通过原位生长均匀的分布于气凝胶3D网状结构中，气凝胶具有多孔性质，表面带有大量的含氧基团(如羟基、羧基)，这为Pd@Pt纳米粒子提供了生长位点。
实施例2
利用纳米酶-气凝胶复合材料检测酒精
利用实施例1制备的纳米酶-气凝胶复合材料收集生物样本-缓冲液或唾液，然后加入酒精氧化酶，密封。酒精氧化酶将生物样本中的酒精分解成过氧化氢，然后在纳米酶-气凝胶复合材料中的Pd@Pt纳米粒子的催化作用下，过氧化氢被分解为水和氧气。通过气压计进行压强检测。
采用生理条件：10mM磷酸缓冲溶液，pH值为7.4，温度为37℃。酒精含量分别为0，0.2，0.5，1，2，4，6mM。通过级联催化将酒精转化为氧气，得到酒精浓度与压强的关系图，其拟合曲线符合ΔP＝1.19CAlcohol+13.2(R2＝0.994)，检出限为0.50mM。
在40％的唾液中，酒精含量范围0-6mM(酒精含量分别为0，0.2，0.5，1，2，4，6mM)，同样获得酒精浓度与压强的关系图，拟合曲线为ΔP＝1.12CAlcohol+13.4(R2＝0.985)。
结果如图3所示，图3中图A为纳米酶-气凝胶复合材料在缓冲溶液和40％唾液中检测酒精含量时的浓度-压强关系图。
在40％唾液中的平均回收率为94.1％。说明本发明制备的纳米酶-气凝胶复合材料在40％唾液中能够准确测得酒精的含量而不受生物基质的影响。
根据40％唾液中所得的酒精浓度与压强的关系，以此算出100％唾液(原始唾液)中酒精浓度与压强的关系，在0.50-15mM的检测范围内，检出限为1.35mM，低于国标中的酒驾标准(1.74mM)和醉驾标准(6.95mM)。
结果如图4所示，100％唾液(原始唾液)中酒精浓度与压强的关系图。
实施例3
考察该方法检测酒精的选择性。
酒精的类似物有甲醇、乙酸、异丙醇、丙三醇、异丁醇等。
酒精氧化酶(10-40U/mg)分别与酒精、甲醇、乙酸、异丙醇、丙三醇、异丁醇(浓度均为20mM)在37℃下反应30min，然后与1.0mg纳米酶-气凝胶复合材料在密闭条件下37℃反应15min，通过气压计进行压强检测。
结果如图3所示，图3中图B为检测酒精的选择性实验柱状图。
可以看出，与上述类似物相比，酒精的检测获得最强的响应信号，乙酸、异丙醇、丙三醇、异丁醇的响应信号与空白溶液无显著性差异。甲醇的响应信号略高，原因是酒精氧化酶对于甲醇的催化效率要高于酒精，但在这个反应体系中，气凝胶表面的含氧基团容易与强极性的甲醇产生氢键，使得甲醇与酒精氧化酶的反应效率降低，导致响应信号低于酒精。因此，气凝胶的引入，间接的改善了酒精氧化酶的选择性。另外，合格的酒精饮料中是不含甲醇的，而假酒通常由工业酒精制得，工业酒精中含有约4％左右的甲醇。因此可以同时检测甲醇和酒精，这对检测方法的准确性没有影响。
实施例4
呼出气体酒精含量检测仪与气压计检测方法对比。
六名饮酒志愿者分别饮用不同量的白酒和啤酒，首先采用呼出气体酒精含量检测仪判断其是否饮酒。志愿者一共进行三次测试，每次间隔一分钟，如果三次检测仪器均报警，结果显示为饮酒，那么即为阳性。然后用纳米酶-气凝胶复合材料收集唾液，采用气压计进行定量检测。结果表明，六名志愿者均为饮酒状态，呼出气体酒精含量检测仪的检测结果均为阳性。气压计检测结果中，六名志愿者唾液中的酒精含量通过计算分别为5.88mM，2.94mM，4.41mM，7.98mM，13.0mM，1.89mM。说明六名志愿者中有四名处于酒驾水平，两名处于醉驾水平。
结果如表1所示。
表1：呼出气体酒精含量检测仪与气压计检测酒精含量结果对比
Figure BDA0002423824270000081
+代表呼出气体酒精含量检测仪给出的结果为阳性，仪器报警，结果显示饮酒。
*酒精含量为100％唾液中的酒精浓度，可用于判断酒驾醉驾。
实施例5重复性实验
将纳米酶-气凝胶复合材料重复利用十次，每次浸泡晾干重新催化过氧化氢分解，发现其催化活性依然很高，能达到初始值的84.9％。
结果如图5所示。
实施例6
利用实施例1制备的纳米酶-气凝胶复合材料收集生物样本-缓冲液或全血，然后加入葡萄糖氧化酶，密封。葡萄糖氧化酶将生物样本中的葡萄糖分解成过氧化氢，然后在纳米酶-气凝胶复合材料中的Pd@Pt纳米粒子的催化作用下，过氧化氢被分解为水和氧气。通过气压计进行压强检测。
利用气压计检测全血中葡萄糖，10mM磷酸缓冲溶液中，葡萄糖含量为0，1，5，10，15，20，30，40mM，得到压强与葡萄糖浓度的关系图，其拟合曲线符合ΔP＝0.373CGlucose+11.0(R2＝0.998)，检出限为2.50mM。
在0.5％的全血中得到类似的压强与葡萄糖浓度的关系图，其平均回收率高达99.2％。说明该方法在0.5％的全血中可以准确测得葡萄糖的含量不受生物基质的影响。
结果如图6所示，图6中的图A为纳米酶-气凝胶复合材料在缓冲溶液和0.5％全血中检测葡萄糖含量时的浓度-压强关系图。
实施例7
对检测选择性进行考察，葡萄糖的类似物有果糖、麦芽糖、乳糖和蔗糖。
葡萄糖氧化酶(20mg/mL)分别与葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖和蔗糖(浓度均为20mM)在37℃下反应30min，然后与1.0mg纳米酶-气凝胶复合材料在密闭条件下37℃反应15min，通过气压计进行压强检测。
结果如图6所示，图6中的图B是检测葡萄糖的选择性实验柱状图。
由图6可以看出，在相同浓度的条件下，果糖、麦芽糖、乳糖和蔗糖的响应信号与空白溶液无显著性差异，说明这几种类似物不会对葡萄糖的检测造成影响。
实施例8
血糖仪与气压计对葡萄糖的检测结果进行对比。
分别在0.5％的全血中加入5mM，10mM和15mM的葡萄糖标准品，然后用血糖仪和气压计进行检测。结果表明，血糖仪的回收率在97.1％-106％之间，气压计的回收率在93.8％-102％之间。说明两种方法都可以准确的对0.5％全血中的葡萄糖进行定量。
结果如表2所示。
表2：血糖仪与气压计检测全血中葡萄糖含量结果对比
Figure BDA0002423824270000091
全血中葡萄糖的含量为6.44mM，0.5％全血中葡萄糖含量为0.0322mM，回收率的计算公式为(检测值-0.0322)/加标值×100％。
由上述实施例可知，本发明提供了一种可以方便收集生物样本并通过级联反应将目标物检测转化为压强信号的新方法，收集样本简单，检测方便。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种纳米酶-气凝胶复合材料，由双亲气凝胶原位生长具有过氧化氢酶活性的纳米酶制备得到。
2.根据权利要求1所述的纳米酶-气凝胶复合材料，其特征在于，所述双亲气凝胶为聚乙烯醇气凝胶。
3.根据权利要求1所述的纳米酶-气凝胶复合材料，其特征在于，所述纳米酶为以金属Pd为核、Pt为壳的核-壳结构纳米粒子，Au纳米粒子，Ag纳米粒子和CeO2纳米粒子中的任意一种或多种。
4.权利要求1～3任一项所述的纳米酶-气凝胶复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1)将聚乙烯醇、交联剂顺丁烯二酸，和无机酸混合，反应得到双亲气凝胶；
S2)将金属粒子前驱体、表面活性剂、还原剂的混合溶液，与双亲气凝胶混合，进行水热反应，得到纳米酶-气凝胶复合材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述无机酸为浓硫酸。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1)中，反应的温度为100-200℃，反应的时间为16-48h；所述步骤S2)中，水热反应的温度为90℃，反应的时间为2h。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述金属粒子前驱体为氯铂酸和氯钯酸，或氯金酸，硝酸银，硝酸铈；所述表面活性剂为普郎尼克F127；所述还原剂为抗坏血酸。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1)还包括：
将得到的双亲气凝胶在去离子水中浸泡至溶液呈中性，冷冻干燥；
所述步骤S2)还包括：
将得到的纳米酶-气凝胶复合材料在去离子水中浸泡至溶液呈中性，冷冻干燥。
9.一种唾液中酒精含量的检测方法，包括以下步骤：
利用权利要求1～3任一项所述的纳米酶-气凝胶复合材料，或权利要求4～8任一项所述的制备方法制备的纳米酶-气凝胶复合材料，收集唾液，然后加入酒精氧化酶，密封；通过气压计进行压强检测。
10.一种血液中葡萄糖含量的检测方法，包括以下步骤：
利用权利要求1～3任一项所述的纳米酶-气凝胶复合材料，或权利要求4～8任一项所述的制备方法制备的纳米酶-气凝胶复合材料，收集血液，然后加入葡萄糖氧化酶，密封；通过气压计进行压强检测。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111321135A (zh) * 2020-03-11 2020-06-23 中国科学院长春应用化学研究所 一种集成酶气凝胶复合材料及其制备方法以及葡萄糖含量的检测方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013132388A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Basf Se Aerogel based on doped graphene
CN107694565A (zh) * 2017-10-30 2018-02-16 上海泰坦科技股份有限公司 一种石墨烯气凝胶贵金属催化剂的制备方法
CN109821527A (zh) * 2019-02-25 2019-05-31 南京工业大学 一种CeO2-石墨烯气凝胶催化剂材料的制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013132388A1 (en) * 2012-03-09 2013-09-12 Basf Se Aerogel based on doped graphene
CN107694565A (zh) * 2017-10-30 2018-02-16 上海泰坦科技股份有限公司 一种石墨烯气凝胶贵金属催化剂的制备方法
CN109821527A (zh) * 2019-02-25 2019-05-31 南京工业大学 一种CeO2-石墨烯气凝胶催化剂材料的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHONG-BO MA等: "Enhanced Stability of Enzyme Immobilized in Rationally Designed Amphiphilic Aerogel and Its Application for Sensitive Glucose Detection", 《ANALYTICAL CHEMISTRY》 *
罗成等: "纳米材料模拟酶的应用研究进展", 《中国科学：化学》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111321135A (zh) * 2020-03-11 2020-06-23 中国科学院长春应用化学研究所 一种集成酶气凝胶复合材料及其制备方法以及葡萄糖含量的检测方法
CN111321135B (zh) * 2020-03-11 2021-07-23 中国科学院长春应用化学研究所 一种集成酶气凝胶复合材料及其制备方法以及葡萄糖含量的检测方法

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