CN111961151B - 一种用于植入式传感器的两性离子聚合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于植入式传感器，特别是植入式葡萄糖传感器的两性离子聚合物，并提供了所述聚合物的制备办法，获得含有含氧化还原配体的两性离子聚合物，能够在传感器内层(惰性电极表面)解决体内的生物相容性问题，并可快速传递酶电极间的电子，使测量结果可靠、稳定，解决了植入式葡萄糖传感器需要在传感器外表面增加涂层工艺的问题，可一步法制备用于植入式传感器的酶电极，工艺简单，可直接在体内或复杂溶液环境中使用，并明显提升植入式传感器的检测灵敏度和准确性。

Description

一种用于植入式传感器的两性离子聚合物及其制备方法
技术领域
本发明涉及聚合物制备技术领域，具体而言，涉及一种用于植入式传感器的两性离子聚合物及其制备方法。
背景技术
随着生活水平的提高以及微电子技术飞速发展，用于实时监控分析物浓度的植入式传感器，越来越引起人们的重视。此类传感器可将基于分析物浓度的生化反应信号转化为电信号或光信号，在临床、环境、农业和生物技术应用中被广泛用于分析物的检测。可通过植入式传感器在人体流体的临床分析中测量的分析物包括葡萄糖、乳酸盐、胆固醇、胆红素和氨基酸等。
通过电信号监测分析物的植入式传感器引起了人们极大的关注，因为在许多重要的生物分析物的生化反应中涉及到了电子转移。通常此类植入式传感器包括至少一个工作电极，以及与其相邻的含有分析物响应性酶和氧化还原配合物的传感层。植入式传感器中酶的电氧化或电还原通常由氧化还原配合物在溶液中或在电极上的存在而促进。氧化还原配合物通常帮助工作电极和酶之间的电相通。
对于植入式传感器而言，解决器件的生物相容性是首要问题，生物体对于异物的排斥反应从植入瞬间开始，首先是蛋白质非特异性吸附，包裹在电极表面；然后，由这些蛋白质吸引细胞趋化，后期形成纤维包裹。对于检测化学信号(如血糖、乳酸、钾离子等)的植入式传感器来说，要求机体的反应不能阻挡被检物质扩散。因此，皮下组织局部环境的稳定性，直接影响到止植入式传感器的稳定。
近年来，针对植入式葡萄糖传感器，为了提高其生物相容性，改进葡萄糖传感器的性能，通常是在传感器外面覆盖上一层具有生物相容性的膜。这层膜不仅可以透过葡萄糖、氧气等分析物，而且可以减弱细胞黏附、蛋白沉积、包囊形成。例如修饰后聚氯乙烯膜(PVC)、聚四氟乙烯膜(PTFE)、聚胺酯(PU)、Nafion膜、醋酸纤维素膜等。然而外敷膜在提高了传感器的生物相容性的同时，也减少了分析物的浓度；附加的涂膜工序也增加了传感器的生产周期和成本。
两性离子材料因具备优异的抗非特异性蛋白质吸附能力、抗凝血能力、抗细菌附着能力等特性，而受到广泛研究。两性离子目前在生物传感器方面也主要用于表面的膜修饰，如CN104684477A公开了两性离子可用于制备感测膜的扩散阻力域，从而抵抗非特异性蛋白吸附和细胞粘附，减少宿主的发炎反应；CN104562126A公开了两性离子单体聚合物制成的薄膜包覆在酶电极表面，可提高包被材料抗蛋白吸附的能力。
因此需要进一步改善或者改进植入式传感器方面的传统技术的一些弊端。
发明内容
本发明旨在针对现有技术的不足，提供了一种可用于制备植入式传感器内层的两性离子聚合物及其制备方法，采用所述两性离子聚合物制备的植入式传感器具有良好的生物相容性，并可传递酶电极间的电子，使测量结果可靠、稳定，解决了植入式传感器需要在传感器外表面增加涂层工艺的问题，可直接在体内或复杂溶液环境中使用。
现有技术制备的植入式传感器，普遍需要两步法进行制备，先用氧化还原介质和酶修饰电极，再在外面裹上一层两性离子的膜，制成酶电极。目前还没有两性离子材料用于传感器的内层(传感层)的相关报道，也还没有通过两性离子材料和氧化还原配合物反应，获得含氧化还原配体的两性离子聚合物，从而能够在传感器内层(惰性电极表面)解决体内的生物相容性问题的相关报道。本发明提供的两性离子聚合物，可直接用于传感器内层，一步法制备酶电极，工艺简单，并明显提高检测灵敏度，可大幅提升植入式传感器的功效和性能。
一方面，本发明提供一种两性离子聚合物，所述聚合物由两性离子化合物和氧化还原配合物聚合而成。
两性离子是一类同时存在正负电荷，但整体呈电中性且均匀分布的特殊化合物。常见的两性离子有磷铵、磺铵和羧铵三种类型。含均匀混合正负电荷基团特征的聚两性电解质是在同一分子链上同时含有正、负电荷基团，且正、负电荷基团数目相等和在纳米水平均匀分布的一类聚合物。它们都具备优异的抗非特异性蛋白质吸附能力、抗凝血能力、抗细菌附着能力、抗生物附着能力和抗污能力等，同时，由于表面水合作用的存在，这种聚合物同时可以提供很好的润滑作用。但也因为强烈的水合能力，导致其表面修饰方法非常复杂，很难找到同时具备良好水溶能力的基团，帮助两性离子聚合物固定到材料表面。
本发明所述的两性离子化合物包括现有的各类两性离子单体或两性离子单体与其他交联剂聚合获得的聚合物。
进一步地，所述的两性离子单体包括甜菜碱型两性单体，甜菜碱型两性单体是迄今应用比较多的一类功能单体，通常有磷酰胆碱类、磺酸甜菜碱类、羧酸甜菜碱类等，如羧基甜菜碱丙烯酸甲酯(CBMA)、硫代甜菜碱丙烯酸甲酯(SBMA)等。
进一步地，所述的两性离子单体与其他交联剂聚合获得的聚合物，通常有聚磷酰胆碱类、聚磺酸甜菜碱类、聚羧酸甜菜碱类等，包括由羧基甜菜碱丙烯酸甲酯(CBMA)或硫代甜菜碱丙烯酸甲酯(SBMA)，与亲水性交联剂N，N’-亚甲基双(丙烯酰胺)交联获得的两性离子聚合物等，由于在分子内部同时含有具有亲水的阴、阳离子基团，具有高电荷平衡，能够阻抗非特异性蛋白质的吸附、细菌粘附和生物膜的形成。
氧化还原配合物又称氧化还原介体，包括单体二茂铁、醌型-化合物(如奎宁类，例如苯醌类)、环己烷氨基磺酸镍、氨基钌、钌胺、钌或锇基配合物等。酶的电氧化或电还原由存在于溶液中或电极上的氧化还原介体所促进。氧化还原介体通常帮助工作电极和酶之间的电通信。氧化还原介体可以被溶解在与电极电解接触的待分析的流体中。在酶对于需要的分析物或它的产物是催化特异性的情况下，可以例如通过用包含氧化还原介体和所述酶的膜涂覆电极而制造有用的器件。在水中可溶或不溶的扩散氧化还原介体，通过在例如酶和电极之间往返运送电子而起作用。在任意情况下，当酶的底物被电氧化时，氧化还原介体将电子从底物还原的酶运送到电极；当底物被电还原时，氧化还原介体将电子从电极运送到底物氧化的酶。
进一步地，所述的两性离子化合物选自磷酰胆碱类、磺酸甜菜碱类、羧酸甜菜碱类、聚磷酰胆碱类、聚磺酸甜菜碱类、聚羧酸甜菜碱类中的任意一种。
进一步地，所述的氧化还原配合物的结构式如式Ⅰ所示：
Figure BDA0002636046600000031
其中，0≤n≤10，Redox Mediator为金属配合物。
进一步地，所述的两性离子化合物为硫代甜菜碱丙烯酸甲酯，所述两性离子聚合物具有如式II所示的结构：
Figure BDA0002636046600000041
式Ⅰ中，0≤n≤10；1≤x≤100；1≤y≤30；Redox Mediator为金属配合物。
进一步地，所述金属配合物为[M(L1)i(L2)j]m+，其中M为Os或Ru，L1和L2为2,2'-联吡啶或其衍生物、4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶、4,4'-二甲氧基-2,2'-联吡啶、4,4'-二胺基-2,2'-联吡啶、N-甲基-2,2’-二咪唑、N,N'-二甲基-2,2'-二咪唑中的任意一种，1≤m≤5，1≤i≤2，1≤j≤2。
另一方面，本发明提供一种两性离子聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将丙烯酸、硫代甜菜碱丙烯酸甲酯、引发剂和溶剂混合发生共聚反应，得到结构式如式III所示第一化合物；
b、将第一化合物、具有式Ⅰ所示结构的氧化还原配合物和缩合剂在缓冲溶液中混合、反应，得到所述两性离子聚合物；
Figure BDA0002636046600000042
式III中，1≤x≤100，1≤y≤30；式Ⅰ中，0≤n≤10，Redox Mediator为金属配合物。
进一步地，在步骤a中，所述丙烯酸(AA)、硫代甜菜碱丙烯酸甲酯(SBMA)和引发剂的质量比为1∶0.001～0.005∶0.001～0.005,所述反应温度为50～90℃、反应时间为4～8小时。
进一步地，在步骤a中，所述引发剂为过硫酸盐与亚硫酸盐的混合物，其中过硫酸盐与亚硫酸盐的质量比为2：1；所述溶剂为钾盐或钠盐水溶液，浓度为0.3～0.8mol/l。
进一步地，在所述步骤b中，所述第一化合物、氧化还原配合物和缩合剂的摩尔比为1∶0.1～0.5∶10～15，所述反应温度为20～50℃、反应时间为2～6小时。
进一步地，所述缩合剂为EDC/NHS，摩尔比为4～10:1。
进一步地，所述缓冲溶液为2-吗啉乙磺酸(MES)溶液。
进一步地，所述氧化还原配合物为一端胺基的金属配合物[M(L1)i(L2)j]m+，其中M为Os或Ru，L1和L2为2,2'-联吡啶或其衍生物、4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶、4,4'-二甲氧基-2,2'-联吡啶、4,4'-二胺基-2,2'-联吡啶、N-甲基-2,2’-二咪唑、N,N'-二甲基-2,2'-二咪唑中的任意一种，1≤m≤5，1≤i≤2，1≤j≤2。
再一方面，本发明提供一种两性离子聚合物在用于制备植入式传感器内层制剂方面的用途。所述两性离子聚合物由两性离子材料和氧化还原配合物聚合而成。
进一步地，所述的两性离子材料为硫代甜菜碱丙烯酸甲酯(SBMA)。
进一步地，所述的氧化还原配合物的结构式如式Ⅰ所示：
Figure BDA0002636046600000051
其中，0≤n≤10，Redox Mediator为氧化还原配体。
进一步地，所述两性离子聚合物具有如式II(图1)所示的结构：
Figure BDA0002636046600000052
式II中，0≤n≤10；1≤x≤100；1≤y≤30；Redox Mediator为金属配合物。
进一步地，所述金属配合物为[M(L1)i(L2)j]m+，其中M为Os或Ru，L1和L2为2,2'-联吡啶或其衍生物、4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶、4,4'-二甲氧基-2,2'-联吡啶、4,4'-二胺基-2,2'-联吡啶、N-甲基-2,2’-二咪唑、N,N'-二甲基-2,2'-二咪唑中的任意一种，1≤m≤5，1≤i≤2，1≤j≤2。
进一步地，所述植入式传感器为植入式葡萄糖传感器、植入式乳酸盐传感器、植入式胆固醇传感器、植入式胆红素传感器、植入式氨基酸传感器、植入式绒毛膜促性腺素传感器、植入式乙酰胆碱传感器、植入式肌酸激酶传感器、植入式生长激素传感器、植入式过氧化物传感器、植入式凝血素传感器、植入式促甲状腺激素传感器、植入式肌钙蛋白传感器、植入式酮体传感器、植入式前列腺特异性抗原传感器、植入式过氧化物传感器等中的任意一种。
进一步地，所述植入式传感器为植入式葡萄糖传感器。糖尿病已经成为对人们健康的巨大威胁，日常的血糖监控是控制病情、防止产生严重并发症的重要手段。采用本发明提供的两性离子聚合物制备的植入式葡萄糖传感器，具有非常好生物相容性，不仅可以实时给出血糖值，而且可以显示血糖的变化趋势，医生可以更加容易给出适当的临床诊断和治疗方案。
本发明提供的两性离子聚合物，由于氧化还原配体的存在，可以传递酶电极间的电子，它首先与酶的还原态反应，然后电子向电极表面发生快速转移，并可在较大范围内调节工作电极的氧化还原电位，赋予传感器更强的抗干扰能力，以及不会受到氧匮乏的影响，从而使测量结果可靠、稳定；同时由于聚合物中含有SBMA结构，整个聚合物的生物相容性更佳，对于一般传感器的基底+酶层+外膜层来讲，可以省掉外膜层，生产工艺更简单。
本发明的有益效果是：本发明通过合成用于植入式传感器，特别是植入式葡萄糖传感器的两性离子聚合物，获得含氧化还原配体的两性离子聚合物，能够在传感器内层(惰性电极表面)解决体内的生物相容性问题，并可快速传递酶电极间的电子，使测量结果可靠、稳定，解决了植入式葡萄糖传感器需要在传感器外表面增加涂层工艺的问题，可一步法制备用于植入式传感器的酶电极，工艺简单，可直接在体内或复杂溶液环境中使用，并明显提升植入式传感器的检测灵敏度和准确性。
附图说明
图1为本发明提供的两性离子聚合物的结构式
图2为实施例2的两性离子聚合物p(SBMA-AA-Os)循环伏安图
图3为实施例3的两性离子聚合物p(SBMA-AA-Os)在体外实验中电极稳定性测试
图4为实施例4的p(SBMA-AA-Os)修饰酶电极对葡萄糖的电催化图
图5为实施例5的p(SBMA-AA-Os)修饰酶电极与Os+p(SBMA-AA)修饰酶电极对葡萄糖电流响应的比较示意图
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述，需要指出的是，以下所述实施例旨在便于对本发明的理解，而对其不起任何限定作用。
实施例1 SBMA与NH2-(CH2)6(m-bim)Os(bpy)2·2PF6聚合制备两性离子聚合物
本实施例中使用的硫代甜菜碱丙烯酸甲酯(SBMA)购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司，锇配合物NH2-(CH2)6(m-bim)Os(bpy)2·2PF6为本研究小组合成，参考AnIntrinsic Self-Charging Biosupercapacitor Comprised of a High-PotentialBioanode and a Low-Potential Biocathode中的合成路径，其他试剂均为已知产品，通过购买市售产品获得。
(1)丙烯酸(AA)与硫代甜菜碱丙烯酸甲酯(SBMA)单体溶液共聚：依次称取2.21gAA和0.04g SBMA单体于盛有一定量0.3M NaCl溶液的聚合瓶中，振荡使之完全溶解，室温下通氮气。加入0.0018g过硫酸钾和亚硫酸氢钠(质量比2：1)后，升温至一定温度(50℃)，待出现明显的聚合反应后停止通氮气，密闭反应容器。反应4小时后，用丙酮终止反应。产物用丙酮浸泡12h以除去未反应单体，得到白色胶状物，真空干燥后得到白色粉末，产物约为1.7g，产率76％，命名为p(SBMA-AA)。
(2)缩合酰化反应：取5mL离心管作为反应容器。首先，将p(SBMA-AA)溶于pH值为5.5的2-吗啉乙磺酸(MES)缓冲溶液(0.1M MES,0.05M NaCl)；加入N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，调pH至4.7，再加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)，使其溶解；最后加入锇配合物NH2-(CH2)6(m-bim)Os(bpy)2·2PF6，其中的m-bim为N-甲基-2,2’-二咪唑，bpy为2,2'-联吡啶。投料摩尔比为p(SBMA-AA):NH2-(CH2)6(m-bim)Os(bpy)2·2PF6:EDC:NHS＝1:0.1:4:1，且使最终反应体系中EDC的浓度为0.3M。将离心管置于恒温混匀仪，温度25℃，转速1500rpm条件下反应2h，产物用聚合物用乙醚一丙酮(80mL/20mL)结晶分离后进行真空干燥，得到白色粉末，命名为p(SBMA-AA-Os)。
实施例2 p(SBMA-AA-Os)修饰电极的电化学表征(CV)
采用实施例1制得的p(SBMA-AA-Os)，配制成10mg/ml p(SBMA-AA-Os)的pbs溶液，移取2微升溶液至玻碳电极表面干燥后为膜修饰电极，电化学实验在辰华CHI600型电化学工作站上进行，10mL电解池，三电极系统：膜修饰玻碳电极为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，铂丝电极为对电极，测试底液为pH7.4的磷酸盐缓冲溶液，循环伏安结果如图2所示，并与常用的二茂铁修饰电极进行比较。
图2的伏安图清楚地显示了两性离子聚合物的氧化以及随后的还原的特定峰，氧化峰电流为-7.8×10-6A，还原峰电流为8.0×10-6A，氧化峰电位为0.06V，还原峰电位为0.03V，氧化峰电位与还原峰电位的电位差△E为0.03V，属于可逆体系，验证了SBMA与NH2-(CH2)-Os(da-bpy)2Cl的共聚，并且聚合物中的锇配合物保留了其电活性；而以二茂铁为介质的电级，氧化峰电位为0.25V，还原峰电位为0.18V，其氧化还原电位均较高，而且二茂铁为小分子，需要采取特殊工艺以保证其不会渗漏出来，比如涂膜工艺，从而才能应用到植入式传感器；p(SBMA-AA-Os)修饰电极的氧化还原电位均低于二茂铁修饰电极，使其可以在更低的工作电压下工作，可以降低干扰物的影响。
实施例3 p(SBMA-AA-Os)修饰电极的稳定性测试
采用实施例2制得的p(SBMA-AA-Os)修饰电极，在体外实验中电极稳定性测试用保存37℃的新生牛全血清溶液模拟体内环境。通过在37℃新生牛血清中的对p(SBMA-AA-Os)修饰电极进行阻抗(Z’)一时间(T)扫描，结果如图3所示，反映其在体外环境中的表现。由图3可以看出，p(SBMA-AA-Os)修饰电极只在最初几分钟阻抗有小幅增加，而后迅速达到平衡，一直稳定在230Ω；玻碳裸电极GCE浸入血清后，其阻抗迅速提高，从330Ω迅速上升到550Ω，整体上阻抗提高了近1倍，1小时左右之后开始平稳。可见p(SBMA-AA-Os)修饰电极对体液或复杂溶液环境具有非常好的相容性，验证了两性离子聚合物具备的优异的抗非特异性蛋白质吸附能力、抗凝血能力、抗细菌附着能力等特性。
实施例4由SBMA与NH2-(CH2)6(m-bim)Os(bimMe2)2·3PF6聚合制备两性离子聚合物
本实施例中使用的硫代甜菜碱丙烯酸甲酯(SBMA)购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司，锇配合物NH2-(CH2)6(m-bim)Os(bimMe2)2·3PF6为本研究小组合成，参考Oxygenreduction on redox mediators may affect glucose biosensors based on“wired”enzymes的合成路径，其他试剂均为已知产品，通过购买市售产品获得。
(1)丙烯酸(AA)与硫代甜菜碱丙烯酸甲醋(SBMA)单体溶液共聚：依次称取2.21gAA和0.04g SBMA单体于盛有一定量0.3mo1/L KCl溶液的聚合瓶中，振荡使之完全溶解，室温下通氮气。加入0.0018g过硫酸钾和亚硫酸氢钠(质量比2：1)后，升温至一定温度(70℃)，待出现明显的聚合反应后停止通氮气，密闭反应容器。反应4小时后，用丙酮终止反应。产物用丙酮浸泡12h以除去未反应单体，得到白色胶状物，真空干燥后得到白色粉末，产物约为1.8g，产率80％，命名为p(SBMA-AA)。
(2)缩合酰化反应：取5mL离心管作为反应容器。首先，将p(SBMA-AA)溶于pH值为5.5的2-吗啉乙磺酸(MES)缓冲溶液(0.1M MES,0.05M NaCl)；加入N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)，调pH至4.7，再加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)，使其溶解；最后加入锇配合物NH2-(CH2)6(m-bim)Os(bimMe2)2·3PF6，其中的m-bim为N-甲基-2,2’-二咪唑，bimMe2为N,N'-二甲基-2,2'-二咪唑。投料摩尔比为p(SBMA-AA):NH2-(CH2)6(m-bim)Os(bimMe2)2·3PF6:EDC:NHS＝1:0.1:4:1，且使最终反应体系中EDC的浓度为0.3M。将离心管置于恒温混匀仪，温度25℃，转速1500rpm条件下反应2h，产物用聚合物用乙醚一丙酮(80mL/20mL)结晶分离后进行真空干燥，得到白色粉末，命名为p(SBMA-AA-Os)。
实施例5 p(SBMA-AA-Os)修饰酶电极对葡萄糖的电催化
采用实施例4制得的p(SBMA-AA-Os)，配制成10mg/ml p(SBMA-AA-Os)的PBS溶液，将10mg/ml p(SBMA-AA-Os)的PBS溶液与葡萄糖氧化酶(20mg/ml)等体积混合均匀，移取2微升混液至玻碳电极表面干燥为酶电极，电化学实验在辰华CHI600型电化学工作站上进行，10mL电解池，三电极系统：酶电极为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，铂丝电极为对电极，分别测试底液为0mM、10mM葡萄糖磷酸缓冲溶液(pH7.4)，结果如图4。
由图4可见，当在电极中加入少量的葡萄糖氧化酶，而葡萄糖磷酸缓冲溶液为0mM时，未观察到明显变化。所得溶液的电化学响应实际上与单独的p(SBMA-AA-Os)溶液的电化学相同。而当存在测试底液为10mM葡萄糖磷酸缓冲溶液时，溶液中进行葡萄糖氧化酶对葡萄糖的酶促氧化，p(SBMA-AA-Os)则与酶的还原态反应，电子向电极表面发生快速转移。检测到的快速应答和电流表明p(SBMA-AA-Os)的优异介导功能。
实施例6 p(SBMA-AA-Os)修饰酶电极与Os+p(SBMA-AA)修饰电极对葡萄糖电流响应的比较
本实施例中的p(SBMA-AA-Os)采用实施例4制得的p(SBMA-AA-Os)；p(SBMA-AA)采用实施例4步骤(1)制得的p(SBMA-AA)；Os表示锇配合物NH2-(CH2)6(m-bim)Os(bimMe2)2·3PF6，其中的m-bim为N-甲基-2,2’-二咪唑，bimMe2为N,N'-二甲基-2,2'-二咪唑。分别采用p(SBMA-AA-Os)和Os+p(SBMA-AA)修饰电极，比较对葡萄糖的电流响应。
a、p(SBMA-AA-Os)修饰酶电极的制备方法：配制10mg/ml p(SBMA-AA-Os)的PBS溶液，将10mg/ml p(SBMA-AA-Os)的PBS溶液与葡萄糖氧化酶(20mg/ml)、牛血清白蛋白(10mg/ml)、戊二醛溶液(25％)以体积比1:1:1:0.04混合均匀，移取2微升混液至玻碳电极表面干燥为p(SBMA-AA-Os)酶电极。p(SBMA-AA-Os)修饰酶电极的制备方法工艺简单，仅需一步法即可完成。
b、Os+p(SBMA-AA)修饰酶电极的制备方法：将锇配合物NH2-(CH2)6(m-bim)Os(bimMe2)2·3PF6配制成10mg/ml的PBS溶液，将其与葡萄糖氧化酶(20mg/ml)、牛血清白蛋白(10mg/ml)、戊二醛溶液(25％)按体积比1:1:1:0.04混合均匀，移取2微升混液至玻碳电极表面干燥为Os酶电极，过夜干燥；将p(SBMA-AA)配制成10mg/ml p(SBMA-AA)的PBS溶液，加入3％的氮丙啶XR-100，移取2微升混液至玻碳酶电极，待其自然交联、干燥得到Os+p(SBMA-AA)电极。Os+p(SBMA-AA)修饰酶电极的制备方法较复杂，需至少两步，葡萄糖氧化酶位于两性离子p(SBMA-AA)膜的内层。
电化学实验在辰华CHI600型电化学工作站上进行，10mL电解池，三电极系统：分别以步骤a或b制得的酶电极为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，铂丝电极为对电极，工作电压为0.05V。分别测试底液为0mM、5mM、10mM、15mM、20mM、25mM、30mM葡萄糖磷酸缓冲溶液(pH7.4)，结果如图5所示。
由图5可见，一步法制备的p(SBMA-AA-Os)修饰酶电极明显优于两步法制备的Os+p(SBMA-AA)修饰电极。p(SBMA-AA-Os)修饰酶电极对葡萄糖的电流响应迅速，葡萄糖浓度变化，电极可以在100s内达到稳态。电极线性范围可达30mM，线性可达0.9995。在5mM葡萄糖磷酸缓冲溶液中测试时，在电流稳定后，分别加入抗坏血酸、对乙酰氨基酚和尿酸，并没有明显的干扰。Os+p(SBMA-AA)修饰的电极，由于葡萄糖氧化酶位于两性离子p(SBMA-AA)膜的内层，对葡萄糖的电流响应缓慢，电流葡萄糖浓度变化后电流需600s后才能达到稳态，且葡萄糖浓度高时，电流不够平稳、逐渐下降；电极线性范围不能达到30mM，线性只有0.98。因此一步法制备的p(SBMA-AA-Os)修饰酶电极的检测灵敏度和准确性明显高于两步法制备的Os+p(SBMA-AA)修饰电极。
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (6)

1.一种两性离子聚合物，其特征在于，所述聚合物由两性离子化合物和氧化还原配合物聚合而成；所述的两性离子化合物选自磷酰胆碱类、磺酸甜菜碱类、羧酸甜菜碱类、聚磷酰胆碱类、聚磺酸甜菜碱类、聚羧酸甜菜碱类中的任意一种；所述的氧化还原配合物的结构式如式Ⅰ所示：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
式Ⅰ
其中，0≤n≤10，Redox Mediator为金属配合物；所述金属配合物为[M(L1)i(L2)j]m+，其中M为Os或Ru，L1和L2为2,2'-联吡啶、4,4'-二甲基-2,2'-联吡啶、4,4'-二甲氧基-2,2'-联吡啶、4,4'-二胺基-2,2'-联吡啶、N-甲基-2,2’-二咪唑、N,N'-二甲基-2,2'-二咪唑中的任意一种，1≤m≤5，1≤i≤2，1≤j≤2。
2.如权利要求1所述的两性离子聚合物，其特征在于，所述的两性离子化合物为硫代甜菜碱丙烯酸甲酯，所述的聚合物具有如式II所示的结构：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
式II
式Ⅰ中，0≤n≤10；1≤x≤100；1≤y≤30；Redox Mediator为金属配合物。
3.如权利要求2所述的两性离子聚合物的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、将丙烯酸、硫代甜菜碱丙烯酸甲酯、引发剂和溶剂混合发生共聚反应，得到结构式如式III所示第一化合物；
b、将第一化合物、具有式Ⅰ所示结构的氧化还原配合物和缩合剂在缓冲溶液中混合、反应，得到所述两性离子聚合物；
Figure DEST_PATH_IMAGE006
式III
式III中，1≤x≤100，1≤y≤30。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤a中，所述丙烯酸、硫代甜菜碱丙烯酸甲酯和引发剂的质量比为1∶0.001~0.005∶0.001~0.005；所述引发剂为过硫酸盐与亚硫酸盐的混合物，其中过硫酸盐与亚硫酸盐的质量比为2：1；所述溶剂为钾盐或钠盐水溶液，浓度为0.3~0.8mol/l；所述反应温度为50~90℃、反应时间为4~8小时。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，在步骤b中，所述第一化合物、氧化还原配合物和缩合剂的摩尔比为1∶0.1~0.5∶10~15；所述缩合剂为摩尔比为4~10:1的EDC和NHS；所述缓冲溶液为2-吗啉乙磺酸溶液；所述反应温度为20~50℃、反应时间为2~6小时。
6.一种如权利要求1或2所述的两性离子聚合物在用于制备植入式传感器内层制剂方面的用途。
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