CN112903785A - 一种基于MOFs的生物传感器电极及其制备方法和葡萄糖生物传感器 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种基于MOFs的生物传感器电极，包括导电电极基材和负载在导电电极基材上的修饰层,修饰层包括MOFs/导电聚合物复合材料和生物酶，MOFs/导电聚合物复合材料与生物酶通过酰胺键连接；在MOFs/导电聚合物复合材料中，MOFs为氨基功能化MOFs，导电聚合物包括聚(N‑苯基甘氨酸)和聚(N‑苯基甘氨酸)衍生物中的一种或多种。该生物传感器电极具有良好的结构稳定性和生物相容性，将其作为葡萄糖生物传感器的工作电极时，可提高葡萄糖生物传感器的灵敏度、降低检测限、增大浓度检测范围。本申请还提供了一种生物传感器电极的制备方法和葡萄糖生物传感器。

Description

一种基于MOFs的生物传感器电极及其制备方法和葡萄糖生物 传感器

技术领域

本申请涉及电化学传感器技术领域，具体涉及一种基于MOFs的生物传感器电极及其制备方法和葡萄糖生物传感器。

背景技术

糖尿病是一种由葡萄糖代谢紊乱引起的慢性疾病。对于糖尿病患者来说，血糖的检测对糖尿病的诊断、治疗和管理具有重要的意义。葡萄糖生物传感器是以酶作为识别分子，利用酶的催化反应将体内血糖的浓度信息转变为电流信号，从而实现对血糖的检测。然而，游离酶的稳定性较差、容易失活，在检测过程中酶难以与底物和产物分离，导致生物传感器电极的检测灵敏度低。现有的酶固定方法需要使用交联剂来将酶固定在电极表面，该方法步骤繁琐，生产效率低，并且制备出的生物传感器电极还存在着结构稳定性差、生物相容性差的问题。因此，有必要提供一种具有高灵敏度、良好稳定性和生物相容性的生物传感器电极及其制备方法，以实现对血糖灵敏而准确的检测。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种生物传感器电极，该生物传感器电极具有良好的结构稳定性和生物相容性，将其作为葡萄糖生物传感器的工作电极时，可提高葡萄糖生物传感器的灵敏度、降低检测限、增大浓度检测范围。本申请还提供了一种生物传感器电极的制备方法。

本申请第一方面提供了一种基于MOFs的生物传感器电极，所述生物传感器电极包括导电电极基材和负载在所述导电电极基材上的修饰层,所述修饰层包括MOFs/导电聚合物复合材料和生物酶，所述MOFs/导电聚合物复合材料与所述生物酶通过酰胺键连接；所述MOFs/导电聚合物复合材料中，所述MOFs为氨基功能化MOFs，所述导电聚合物包括聚(N-苯基甘氨酸)和聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中的一种或多种。

本申请的生物传感器电极在导电电极基材上负载修饰层，修饰层中的生物酶起到物质识别的作用，生物酶能够催化葡萄糖产生酶促反应，酶促反应过程会产生电活性物质，从而将葡萄糖的含量信息转变为电信号。修饰层中的MOFs/导电聚合物复合材料具有丰富的氨基和羧基官能团，能够与生物酶形成酰胺键从而将生物酶固定在导电电极基材上，增强生物传感器电极的稳定性；并且MOFs/导电聚合物复合材料能够作为分子导线使电子在生物酶与导电电极基材之间传递，提高生物传感器电极的导电性；除此之外，MOFs/导电聚合物复合材料还具有良好的生物相容性，有利于生物传感器电极在生物体中的应用。

可选地，所述氨基功能化MOFs包括NH₂-UiO-66和NH₂-MIL-101中的一种或多种。

可选地，所述聚(N-苯基甘氨酸)的聚合度为10-100。

可选地，所述聚(N-苯基甘氨酸)衍生物的聚合度为10-100。

可选地，所述聚(N-苯基甘氨酸)衍生物包括如式(Ⅰ)所示的结构单元A：

可选地，所述结构单元A在所述聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中的摩尔占比为1％-3％。

可选地，所述聚(N-苯基甘氨酸)衍生物还包括如式(Ⅱ)所示的结构单元B：

可选地，所述结构单元A与所述结构单元B的摩尔比为1∶(0.01-0.3)。

可选地，所述MOFs/导电聚合物复合材料中，所述MOFs与所述导电聚合物通过酰胺键连接；所述导电聚合物与所述MOFs的质量比为1∶(0.01-1)。

可选地，所述生物酶包括葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶中的任意一种。

可选地，所述MOFs/导电聚合物复合材料与所述生物酶的质量比为1∶(0.1-10)。

可选地，所述生物传感器电极还包括保护层，所述保护层覆盖在所述修饰层上。

可选地，所述保护层的材质包括Nafion、聚乙烯基吡啶、聚氨基甲酸酯和聚氨基甲酸酯改性材料中的一种或多种。

可选地，所述导电电极基材包括玻碳电极、金电极、银电极、铂电极、石墨电极或碳糊电极中的任意一种。

本申请第二方面提供了一种基于MOFs的生物传感器电极的制备方法，包括以下步骤：

将MOFs、导电聚合物与第一溶剂混合，经酰胺化反应后得到MOFs/导电聚合物复合材料；所述MOFs包括NH₂-UiO-66和NH₂-MIL-101中的一种或多种；所述导电聚合物包括聚(N-苯基甘氨酸)和聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中的一种或多种；

将所述MOFs/导电聚合物复合材料、生物酶与第二溶剂混合得到修饰层溶液；

将所述修饰层溶液涂覆在导电电极基材表面，干燥后得到所述生物传感器电极。

可选地，所述导电聚合物与所述MOFs的质量比为1∶(0.01-1)。

可选地，所述导电聚合物在反应液中的质量百分含量为5-50％。进一步地，所述导电聚合物在反应液中的质量百分含量为10-20％。

可选地，所述酰胺化反应的反应温度为50℃-120℃。进一步地，所述酰胺化反应的反应温度为70℃-90℃。更进一步地，所述酰胺化反应的反应温度为75℃-85℃。

可选地，所述酰胺化反应的反应时间为3h-72h。进一步地，所述酰胺化反应的反应时间为5h-30h。更进一步地，所述酰胺化反应的反应时间为12h-24h。

可选地，所述第一溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙二醇甲醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚、冰乙酸和水中的一种或多种。进一步地，所述第一溶剂为乙醇。

可选地，所述第二溶剂包括水或磷酸盐缓冲液的任意一种。

可选地，所述修饰层溶液中，所述MOFs/导电聚合物复合材料的浓度为1mg/mL-100mg/mL。

可选地，所述修饰层溶液中，所述生物酶的浓度为1mg/mL-100mg/mL。

可选地，所述MOFs/导电聚合物复合材料与所述生物酶的质量比为1∶(0.1-5)。

可选地，将所述修饰层溶液涂覆在所述导电电极基材表面时，所述修饰层溶液在所述导电电极基材表面的涂覆量为0.3μL/mm²-0.7μL/mm²。

本申请第二方面提供的基于MOFs的生物传感器电极的制备方法，工艺简单，成本较低，制备得到的生物传感器电极具有良好的稳定性和生物相容性，对葡萄糖具有良好的响应，可作为葡萄糖生物传感器的工作电极，提高葡萄糖生物传感器的灵敏度、增强抗干扰性、降低检测限、增大浓度检测范围。

本申请第三方面提供了一种葡萄糖生物传感器，包括由工作电极、对电极和参比电极组成的三电极体系，所述工作电极包括本申请第一方面所述的生物传感器电极。

本申请第三方面提供的葡萄糖生物传感器具有良好的抗干扰性能、较高的灵敏度、较宽的线性范围以及良好稳定性和生物相容性，该葡萄糖生物传感器能够很好地应用在葡萄糖检测领域中。

附图说明

图1为本申请实施例1提供的聚(N-苯基甘氨酸)的X射线荧光光谱图；

图2为本申请实施例2提供的聚(N-苯基甘氨酸)衍生物的X射线荧光光谱图；

图3为本申请实施例3提供的MOFs/导电聚合物复合材料的X射线荧光光谱图；

图4为本申请实施例3提供的MOFs/导电聚合物复合材料的红外谱图；

图5为本申请实施例3提供的生物传感器电极的扫描电镜图；

图6为本申请实施例3提供的生物传感器电极在不同浓度葡萄糖溶液中的时间-电流密度响应曲线。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请提供了一种基于MOFs的生物传感器电极，包括导电电极基材和负载在导电电极基材表面的修饰层。本申请实施方式中，导电电极基材包括玻碳电极(GCE)、金电极、银电极、铂电极、石墨电极或碳糊电极中的任意一种。本申请一些实施方式中，导电电极基材为玻碳电极，玻碳电极具有良好的机械稳定性和高导电性。

本申请中，修饰层包括MOFs/导电聚合物复合材料和生物酶，生物酶能够催化葡萄糖发生酶促反应，酶促反应的过程中会产生电活性物质，从而将葡萄糖的含量信息转变为电信号。本申请实施方式中，生物酶包括葡萄糖氧化酶(GOx)和葡萄糖脱氢酶(GDH)。

本申请中，MOFs/导电聚合物复合材料能够固定生物酶，提高生物传感器电极的结构稳定性；并且作为电子传递中介促进电子在生物酶与导电电极基材之间传递，提高传感器电极的导电性。本申请实施方式中，MOFs/导电聚合物复合材料中，MOFs为氨基功能化MOFs。具体地，氨基功能化MOFs指的是MOFs的表面具有功能化的氨基官能团，功能化的氨基官能团具有一定的反应活性，能够与生物酶中的羧基反应形成酰胺键，进而固定生物酶。

本申请实施方式中，MOFs包括NH₂-UiO-66和NH₂-MIL-101中的一种或多种。上述MOFs能够通过物理吸附和共价固定的方式将生物酶固定在MOFs表面，并且上述MOFs具有高的比表面积，能够负载较多的生物酶，从而有效提高修饰层中生物酶的含量，提高传感器电极的灵敏度。在生物酶的固定化过程中，生物酶表面的氨基酸可能会因为与MOFs结合导致氨基酸构象改变，进而使得酶活性降低。本申请一些实施方式中，MOFs为NH₂-UiO-66，NH₂-UiO-66具有良好的水溶性和生物相容性，在固定生物酶时最大程度地保留酶的活性构象，减小酶活性的损失。

本申请中，MOFs具有多级孔结构，其中多级孔结构中较大的孔可以负载生物酶，较小的孔能够作为底物或其他溶剂小分子的扩散通道，采用多级孔结构的MOFs有利于反应过程中物质的扩散，并保证生物酶能够牢固负载在MOFs表面，使酶促反应高效地进行。本申请实施方式中，MOFs的孔径为0.5nm-1.2nm。MOFs的孔径具体可以但不限于为0.5nm、0.7nm、0.9nm、1nm或1.2nm。本申请实施方式中，MOFs的孔隙率为10％-60％。MOFs的孔隙率具体可以但不限于为10％、20％、30％、40％或60％。在上述孔隙率范围内，MOFs具有较高的结构稳定性并且能够有效地负载生物酶，提高电极对生物酶的负载量。

MOFs作为晶体材料，在长期的使用过程中结构容易坍塌，导致MOFs碎裂成颗粒或粉末，不利于实际应用；并且MOFs的导电性较差，不利于电子的传输，因此要将MOFs应用在生物传感器电极时，还需要对MOFs进行改进，以提高其结构稳定性和电子传输性能。本申请中，将MOFs与导电聚合物结合形成复合材料能够提高MOFs的结构稳定性和电子传输性能。本申请实施方式中，MOFs/导电聚合物复合材料中，导电聚合物包括聚(N-苯基甘氨酸)和聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中的一种或多种。

本申请中，聚(N-苯基甘氨酸)(Poly(N-phenylglycine),PPG)的分子式为(C₈H₉NO₂)_n，聚(N-苯基甘氨酸)的结构式为：

其中，n表示聚合度，本申请实施方式中，n的值为10-100。聚(N-苯基甘氨酸)为π-π共轭型导电聚合物，具有稳定的长链结构和良好的导电性。将聚(N-苯基甘氨酸)与MOFs形成复合材料时，聚(N-苯基甘氨酸)能够与MOFs形成共价键，从而与MOFs牢固结合，增强MOFs的结构稳定性，并且聚(N-苯基甘氨酸)还能够提供丰富的电子传输通道，促进电子的传递，使MOFs/导电聚合物复合材料具有良好的导电性。因此，将MOFs与聚(N-苯基甘氨酸)结合制备成的MOFs/导电聚合物复合材料不仅具有较高的酶负载量，还具有良好的导电性和结构稳定性，有利于MOFs/导电聚合物复合材料在生物传感器中的应用。

本申请中，聚(N-苯基甘氨酸)衍生物是由聚(N-苯基甘氨酸)与三(2,2'-联吡啶)二氯化钌(联吡啶钌)络合得到的。与聚(N-苯基甘氨酸)的情况相同，将聚(N-苯基甘氨酸)衍生物与MOFs制备得到的MOFs/导电聚合物复合材料也具有较高的酶负载量，良好的导电性和结构稳定性。本申请中，聚(N-苯基甘氨酸)衍生物包括如式(Ⅰ)所示的结构单元A：

本申请实施方式中，结构单元A在聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中的摩尔占比为1％-3％。结构单元A在聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中的摩尔占比具体可以但不限于为1％、1.5％、2％或3％。

当生物传感器电极用于测量人体中葡萄糖浓度时，由于人体中存在多种干扰物如水杨酸、尿酸和维生素C等，若电极的工作电位过高会导致干扰物参与到电极反应中，产生干扰信号，降低电极测量的准确性。本申请实施方式中，当导电聚合物为聚(N-苯基甘氨酸)衍生物时，所得到的MOFs/导电聚合物复合材料可以有效地降低生物传感器电极的工作电位，从而提高传感器电极的抗干扰性，增强测量的准确性。具体地，聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中的联吡啶钌可作为电子媒介体参与到生物酶催化葡萄糖的酶促反应中，由于联吡啶钌的氧化还原电势低，其电化学再生只需要较低的电位，因此生物酶能够以较低的工作电位实现再生，从而降低生物传感器电极的工作电位，提高传感器电极的抗干扰性。

本申请一些实施方式中，聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中，聚(N-苯基甘氨酸)与联吡啶钌络合形成如式(Ⅰ)所示的结构单元A，聚(N-苯基甘氨酸)未与联吡啶钌络合的部位为如式(Ⅱ)所示的结构单元B：

本申请实施方式中，聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中，结构单元B与结构单元A的摩尔比为1∶(0.01-0.3)。结构单元B与结构单元A的摩尔比具体可以但不限于为1∶0.01、1∶0.5、1∶0.1、1∶0.15、1∶0.2、1∶0.25或1∶0.3。控制结构单元B与结构单元A的摩尔比能够保证聚(N-苯基甘氨酸)衍生物可以有效降低电极的工作电位，并且聚(N-苯基甘氨酸)衍生物能够有效地固定生物酶，提高酶的负载量。

本申请中，MOFs/导电聚合物复合材料中，不仅MOFs能够固定生物酶，导电聚合物也能够与生物酶形成共价键从而固定生物酶。具体地，聚(N-苯基甘氨酸)和聚(N-苯基甘氨酸)衍生物均含有大量的羧基，羧基能够与生物酶的氨基反应形成酰胺键，从而有效地固定生物酶。因此，MOFs/导电聚合物复合材料可以很好地固定生物酶，使生物传感器电极具有较高的酶负载量。

本申请实施方式中，导电聚合物的聚合度为10-100。本申请中，控制导电聚合物的聚合度可以保证导电聚合物同时具有良好的水溶性和较高的结构强度。导电聚合物的聚合度具体可以但不限于为10、15、20、30、40、50、60、70、80、90或100。导电聚合物的聚合度过低时，聚合物本身的结构强度低，不利于提高MOFs的结构稳定性，也不利于生物酶的固定；当聚合度过高时，导电聚合物的水溶性差，难以与MOFs材料复合，并且导致生物传感器电极制备步骤繁琐，不利于电极的大规模制备。本申请一些实施方式中，导电聚合物的聚合度为40-80。

本申请实施方式中，导电聚合物与MOFs的质量比为1∶(0.01-1)。导电聚合物与MOFs的质量比具体可以但不限于为1∶0.01、1∶0.05、1∶0.1、1∶0.2、1∶0.5、1∶0.7或1∶1。控制导电聚合物与MOFs的质量比可以保证MOFs/导电聚合物复合材料同时具有良好的导电性和较高的酶负载率，从而提高生物传感器电极的灵敏度。

本申请实施方式中，MOFs/导电聚合物复合材料与生物酶的质量比为1∶(0.1-10)。MOFs/导电聚合物复合材料与生物酶的质量比具体可以但不限于为1:0.1、1:0.5、1:1、1:3、1:5、1:7或1:10。本申请一些实施方式中，MOFs/导电聚合物复合材料与生物酶的质量比为1：(0.2-2)。控制MOFs/导电聚合物复合材料与生物酶的质量比能够保证MOFs/导电聚合物复合材料与生物酶充分交联，从而有效地固定生物酶，并且不影响生物酶与葡萄糖的结合，保证生物传感器电极能够快速、准确地检测葡萄糖浓度。

本申请中，MOFs/导电聚合物复合材料为海绵状结构，海绵状结构具有较大的比表面积，能够提高生物传感器电极对生物酶的负载量；并且海绵状结构有利于葡萄糖分子的扩散和传输，大大提高了生物传感器电极的灵敏度和响应时间。本申请实施方式中，MOFs/导电聚合物复合材料的电导率为5S/cm-5×10²S/cm。良好的导电性有利于电子在生物酶与导电电极基材之间传递，从而提高葡萄糖生物传感器的灵敏度。

本申请实施方式中，修饰层的厚度为5μm-100μm。修饰层的厚度具体可以但不限于为5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或30μm。控制修饰层的厚度能够保证生物传感器电极具有良好的导电性、较高的生物酶负载量以及良好的结构稳定性。

本申请一些实施方式中，生物传感器电极还包括保护层。在修饰层表面设置保护层能够进一步提高电极结构的稳定性并且增强葡萄糖生物传感器的抗干扰性。本申请实施方式中，保护层的材质包括Nafion(聚四氟乙烯和全氟-3,6-二环氧-4-甲基-7-癸烯-硫酸的共聚物)、聚乙烯基吡啶(PVP)、聚氨基甲酸酯(PU)和聚氨基甲酸酯改性材料中的一种或多种。采用上述材质制得的保护层能够将组织液或血液中的干扰物阻挡在保护层外，而葡萄糖则可以透过保护层，从而减少其它物质对传感器的干扰，提高生物传感器电极测量的准确度，并延长传感器电极的使用寿命。本申请一些实施方式中，保护层的材质为Nafion。采用Nafion制得的保护膜具有良好的化学稳定性和机械强度，可以有效提高生物传感器电极的结构稳定性。

本申请以MOFs/导电聚合物复合材料和生物酶作为修饰层设计得到一种生物传感器电极，该生物传感器电极具有良好的结构稳定性和生物相容性，对葡萄糖具有良好的响应，将其作为葡萄糖生物传感器的工作电极时，可提高葡萄糖生物传感器的灵敏度、增强抗干扰性、降低检测限、缩短响应时间、扩大浓度检测范围，实现对葡萄糖浓度快速、准确的检测。

本申请还提供了上述生物传感器电极的制备方法，包括如下步骤：

步骤100：将MOFs、导电聚合物与第一溶剂混合，经酰胺化反应后得到MOFs/导电聚合物复合材料；

步骤200：将MOFs/导电聚合物复合材料、生物酶与第二溶剂混合得到修饰层溶液；

步骤300：将修饰层溶液涂覆在导电电极基材表面，干燥后得到生物传感器电极。

本申请中，步骤100为MOFs/导电聚合物复合材料的制备。本申请实施方式中，MOFs包括NH₂-UiO-66和NH₂-MIL-101中的一种或多种；导电聚合物包括聚(N-苯基甘氨酸)和聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中的一种或多种。本申请实施方式中，第一溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙二醇甲醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚、冰乙酸和水中的一种或多种。本申请一些实施方式中，第一溶剂为乙醇。乙醇的沸点适中，反应过程具有良好的稳定性，并且易于从反应体系中除去。

本申请实施方式中，导电聚合物在反应液中的质量百分含量为5％-50％，MOFs在反应液中的质量百分含量为1％-10％。本申请一些实施方式中，导电聚合物在反应液中的质量百分含量为10％-20％，MOFs在反应液中的质量百分含量为2％-8％。本申请实施方式中，导电聚合物与MOFs的质量比为1∶(0.01-1)。导电聚合物与MOFs的质量比具体可以但不限于为1∶0.01、1∶0.1、1∶0.2、1∶0.3、1∶0.4、1∶0.5、1∶0.7或1∶1。在上述质量比范围下，所形成的MOFs/导电聚合物复合材料不仅具有良好的导电性，并且还能够有效地固定生物酶，提高酶的负载量。

本申请实施方式中，酰胺化反应是在惰性气体保护下进行的，惰性气体可以是氮气、氦气和氩气中的一种或多种。本申请实施方式中，酰胺化反应的反应温度为50℃-120℃。控制反应温度能够调节酰胺化反应的反应速率。本申请实施方式中，酰胺化反应的反应温度具体可以但不限于为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃或120℃。本申请一些实施方式中，酰胺化反应的反应温度为80℃-100℃，在80℃-100℃的温度下，络合反应的速率适中，能够更好地控制反应进程。本申请实施方式中，酰胺化反应的反应时间为3h-72h。酰胺化反应的反应时间具体可以但不限于为3h、5h、10h、12h、15h、20h、24h、30h、40h、50h、60h或72h。本申请一些实施方式中，酰胺化反应的反应时间为12h-24h。控制反应时间在上述范围内，能够保证导电聚合物与MOFs充分反应。

本申请实施方式中，在酰胺化反应结束后将反应液冷却至室温，然后将反应液进行过滤，过滤后将滤渣用N,N-二甲基甲酰胺及蒸馏水分别进行洗涤，再将滤渣进行真空干燥即可得到MOFs/导电聚合物复合材料。

本申请实施方式中，制备MOFs/导电聚合物复合材料的原料中，导电聚合物的聚合度为10-100。本申请一些实施方式中，导电聚合物为聚(N-苯基甘氨酸)，聚(N-苯基甘氨酸)是采用以下方法制备得到的：将N-苯基甘氨酸溶于酸性水溶液中，加入引发剂和乳化剂，经聚合反应后得到聚(N-苯基甘氨酸)。其中，酸性水溶液的pH为0.1-5，引发剂包括过氧化氢、过氧化苯甲酰和过硫酸铵中的一种或多种；乳化剂包括四丁基溴化铵、四丁基氢氧化铵、聚乙二醇400、聚乙二醇1000和聚(4-苯乙烯磺酸钠)中的一种或多种。本申请实施方式中，聚(N-苯基甘氨酸)与引发剂的摩尔比为1∶(0.7-2)，聚(N-苯基甘氨酸)与乳化剂的质量比为1∶(1-50)。本申请实施方式中，聚合反应的反应温度为0℃-100℃，聚合反应的反应时间为1h-48h。

本申请一些实施方式中，导电聚合物为聚(N-苯基甘氨酸)衍生物，聚(N-苯基甘氨酸)衍生物是采用以下方法制备得到的：将聚(N-苯基甘氨酸)、三(2,2'-联吡啶)二氯化钌与溶剂混合，经络合反应后得到聚(N-苯基甘氨酸)衍生物；其中，溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙二醇甲醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚、冰乙酸和水中的一种或多种。聚(N-苯基甘氨酸)与三(2,2'-联吡啶)二氯化钌的质量比为1∶(0.1-0.7)；络合反应的反应温度为20℃-120℃；络合反应的反应时间为3h-72h。

本申请中，当导电聚合物为聚(N-苯基甘氨酸)衍生物时，MOFs/导电聚合物复合材料的制备方法也可以是：将聚(N-苯基甘氨酸)、三(2,2'-联吡啶)二氯化钌、MOFs和溶剂一起混合，通过一锅法反应得到MOFs/导电聚合物复合材料。其中，溶剂包括甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、四氢呋喃、1,4-二氧六环、乙二醇甲醚、乙二醇二甲醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇二甲醚、冰乙酸和水中的一种或多种。本申请实施方式中，聚(N-苯基甘氨酸)、三(2,2'-联吡啶)二氯化钌和MOFs的质量比为4:(3-1):(0.5-1.5)，一锅法反应的反应温度为20℃-120℃，一锅法反应的反应时间为3h-72h。本申请一些实施方式中，聚(N-苯基甘氨酸)、三(2,2'-联吡啶)二氯化钌和MOFs的质量比为4:2:1，一锅法反应的反应温度为80℃-120℃，一锅法反应的反应时间为5h-24h。

本申请实施方式中，步骤200为生物传感器电极修饰层溶液的制备。电极修饰层溶液的制备方法具体为：将MOFs/导电聚合物复合材料和生物酶分别溶解在水或磷酸盐缓冲液(PBS)中，将两种溶液混合后静置得到修饰层溶液。采用混合和静置的方法能够使生物酶均匀地分布在MOFs/导电聚合物复合材料的海绵状结构中，从而提高生物传感器电极的灵敏度。本申请实施方式中，修饰层溶液中MOFs/导电聚合物复合材料的浓度为1mg/mL-100mg/mL，MOFs/导电聚合物复合材料的浓度具体可以但不限于为1mg/mL、5mg/mL、10mg/mL、20mg/mL、30mg/mL、40mg/mL、50mg/mL、60mg/mL、70mg/mL、80mg/mL或100mg/mL。

本申请实施方式中，生物酶包括葡萄糖氧化酶(GOx)和葡萄糖脱氢酶(GDH)中的任意一种。本申请实施方式中，混合溶液中生物酶的浓度为1mg/mL-100mg/mL。生物酶的浓度具体可以但不限于为1mg/mL、5mg/mL、10mg/mL、20mg/mL、30mg/mL、40mg/mL、50mg/mL、60mg/mL、70mg/mL、80mg/mL或100mg/mL。控制生物酶的浓度能够保证制备得到的生物传感器电极具有较高的灵敏度并且生物酶能够与MOFs/导电聚合物复合材料充分结合，不影响电极的导电性，从而保证葡萄糖生物传感器能够快速、准确地检测葡萄糖浓度。

本申请实施方式中，MOFs/导电聚合物复合材料与生物酶的质量比为1∶(0.1-10)。MOFs/导电聚合物复合材料与生物酶的质量比具体可以但不限于为1∶0.1、1∶0.5、1∶1、1∶3、1∶5、1∶7或1∶10。控制MOFs/导电聚合物复合材料与生物酶的质量比能够保证MOFs/导电聚合物复合材料与生物酶充分反应，从而有效地固定生物酶，并且不影响生物酶与葡萄糖的结合，保证葡萄糖生物传感器能够快速、准确地检测葡萄糖浓度。

本申请实施方式中，将MOFs/导电聚合物复合材料与生物酶混合后得到混合溶液，将混合溶液在0℃-30℃下静置1-15h后得到修饰层溶液。本申请一些实施方式中，混合溶液在15℃下静置2h。将MOFs/导电聚合物复合材料与生物酶的混合溶液进行静置可以使MOFs/导电聚合物复合材料与生物酶充分反应，使生物酶与MOFs/导电聚合物复合材料牢固结合，有利于形成结构稳定性良好的传感器电极。

本申请中，步骤300为生物传感器电极的制备。本申请实施方式中，导电电极基材包括玻碳电极(GCE)、金电极、银电极、铂电极、石墨电极或碳糊电极中的任意一种。本申请一些实施方式中，导电电极基材为玻碳电极，玻碳电极具有良好的机械稳定性和高导电性。

本申请实施方式中，将修饰层溶液涂覆在导电电极基材表面时，修饰层溶液在导电电极基材表面的涂覆量为0.3μL/mm²-0.7μL/mm²。本申请一些实施方式中，导电电极基材的表面积为30mm²，修饰层溶液在导电电极基材表面的涂覆量为15μL。本申请实施方式中，涂覆的方式包括滴涂或喷涂。本申请实施方式中，修饰层溶液干燥后所形成的修饰层厚度为5μm-100μm。修饰层的厚度具体可以但不限于为5μm、10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或30μm。控制修饰层的厚度能够保证生物传感器电极具有良好的导电性和较高的生物酶负载量。本申请实施方式中，修饰层溶液干燥的温度为15℃-30℃，干燥的时间为12h-24h。

本申请一些实施方式中，在导电电极基材表面形成修饰层后还可以在修饰层表面制备保护层。在修饰层表面设置保护层能够进一步提高电极结构的稳定性并且增强葡萄糖生物传感器的抗干扰性。本申请实施方式中，保护层的材质包括Nafion(聚四氟乙烯和全氟-3,6-二环氧-4-甲基-7-癸烯-硫酸的共聚物)、聚乙烯基吡啶(PVP)、聚氨基甲酸酯(PU)和聚氨基甲酸酯改性材料中的一种或多种。本申请实施方式中，保护层的制备方法具体为：以水作为溶剂，配制质量分数为0.5wt％-2wt％的保护层溶液，将保护层溶液涂覆在修饰层表面，干燥后得到生物传感器电极。本申请实施方式中，干燥的温度为15℃-35℃，干燥的时间为10h-24h。

本申请采用MOFs/导电聚合物复合材料和生物酶作为电极修饰材料来制备生物传感器电极，由于MOFs/导电聚合物复合材料具有良好的水溶性并且能够直接与生物酶发生交联实现酶的固化，减少了添加交联剂的步骤，因此节约了工艺时间，降低了制备成本。本申请提供的生物传感器电极的制备方法操作简单，所制备出的生物传感器电极酶负载量高，具有良好的结构稳定性，将其作为工作电极应用在葡萄糖传感器时，能够实现对葡萄糖浓度快速、准确的检测，有利于实现对糖尿病患者的诊断、治疗和管理。

本申请还提供了一种葡萄糖生物传感器，该葡萄糖生物传感器采用三电极电化学体系，包括工作电极、参比电极和对电极。其中，工作电极包括本申请的生物传感器电极，参比电极包括银/氯化银电极和饱和甘汞电极，对电极为铂电极。

本申请实施方式中，葡萄糖生物传感器检测葡萄糖的线性范围是1×10^-5-1×10^{- 2}mol/L。本申请实施方式中，葡萄糖生物传感器对葡萄糖的检测限为1×10^-6mol/L-5×10^{- 6}mol/L。葡萄糖生物传感器对葡萄糖的检测限具体可以但不限于为1×10^-6mol/L、3×10^{- 6}mol/L或5×10^-6mol/L。

本申请实施方式中，葡萄糖生物传感器对葡萄糖的检测灵敏度为1μA·mM^-1·cm^-2-100μA·mM^-1·cm^-2。葡萄糖生物传感器对葡萄糖的检测灵敏度具体可以但不限于为1μA·mM^-1·cm^-2、20μA·mM^-1·cm^-2、30μA·mM^-1·cm^-2、50μA·mM^-1·cm^-2或100μA·mM^-1·cm^-2。本申请实施方式中，葡萄糖生物传感器检测葡萄糖的响应时间为1s-10s。葡萄糖生物传感器检测葡萄糖的响应时间具体可以但不限于为1s、3s、5s、7s、9s或10s。

本申请提供的葡萄糖生物传感器的灵敏度高、检测范围广、响应时间短、抗干扰性强，能够实现对葡萄糖浓度快速、准确的检测，有利于实现对糖尿病患者的诊断、治疗和管理。

下面分多个实施例对本申请技术方案进行进一步的说明。

实施例1

一种葡萄糖生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)制备聚(N-苯基甘氨酸)

配制200mL浓度为0.5mol/L的硫酸水溶液，分别将1.15g N-苯基甘氨酸、0.65g聚乙二醇400和1.02g过氧化苯甲酰加入硫酸溶液中，在30℃下搅拌反应24h。将反应液加入透析袋，在纯化水中透析24h除去无机盐的低聚物，然后过滤除去高聚物，采用薄膜蒸发法除去滤液中的水，得到聚(N-苯基甘氨酸)。

2)制备聚(N-苯基甘氨酸)衍生物

将26.2mg聚(N-苯基甘氨酸)和17.2mg三(2,2'-联吡啶)二氯化钌加入到200mL无水乙醇中，在氩气保护下，调节温度为85℃，回流反应12h。反应结束后将反应液降至室温，将反应液过滤后干燥得到聚(N-苯基甘氨酸)衍生物。

3)制备MOFs/导电聚合物复合材料

将16.3mg聚(N-苯基甘氨酸)衍生物和4.2mg NH₂-UiO-66加入到100mLN,N-二甲基甲酰胺中，在氩气保护下，调节温度为120℃，保温搅拌3h。反应结束后将反应液降至室温，将反应液过滤后干燥得到MOFs/导电聚合物复合材料。

4)制备生物传感器电极

将20mg葡萄糖氧化酶溶解于1mL水中，加入1mL浓度为10mg/mL的MOFs/导电聚合物复合材料水溶液，充分混合后获得MOFs/导电聚合物复合材料-葡萄糖氧化酶混悬液，在4℃下放置12h；

取5μL混悬液涂覆在石墨烯电极表面(电极表面积为3.14mm²)，在25℃下自然干燥12h，用蒸馏水冲洗电极除去未结合的酶和杂质，得到生物传感器电极。

5)制备葡萄糖生物传感器

以生物传感器电极作为工作电极，铂电极作为对电极，银/氯化银电极作为参比电极组成三电极体系，再与电化学工作站相连形成葡萄糖生物传感器。

实施例2

一种葡萄糖生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)制备聚(N-苯基甘氨酸)

同实施例1

2)制备聚(N-苯基甘氨酸)衍生物

同实施例1

3)制备MOFs/导电聚合物复合材料

将20.2mg聚(N-苯基甘氨酸)衍生物和5.1mg NH₂-UiO-66加入到50mL四氢呋喃中，在氩气保护下，调节温度为50℃，保温搅拌12h。反应结束后将反应液降至室温，将反应液过滤后干燥得到MOFs/导电聚合物复合材料。

4)制备生物传感器电极

将20mg葡萄糖氧化酶溶解于1mL水中，加入1mL浓度为20mg/mL的MOFs/导电聚合物复合材料水溶液，充分混合后获得MOFs/导电聚合物复合材料-葡萄糖氧化酶混悬液，在4℃下放置12h；

取4μL混悬液涂覆在石墨烯电极表面(电极表面积为3.14mm²)，在25℃下自然干燥12h，用蒸馏水冲洗电极除去未结合的酶和杂质，得到生物传感器电极。

5)制备葡萄糖生物传感器

以生物传感器电极作为工作电极，铂电极作为对电极，银/氯化银电极作为参比电极组成三电极体系，再与电化学工作站相连形成葡萄糖生物传感器。

实施例3

一种葡萄糖生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)制备聚(N-苯基甘氨酸)

同实施例1

2)制备聚(N-苯基甘氨酸)衍生物

同实施例1

3)制备MOFs/导电聚合物复合材料

将9.7mg聚(N-苯基甘氨酸)、6.6mg三(2,2'-联吡啶)二氯化钌和4.4g NH₂-UiO-66加入到200mL无水乙醇中，在氩气保护下，调节温度为90℃，回流反应72h。反应结束后将反应液降至室温，将反应液过滤后干燥得到MOFs/导电聚合物复合材料。

4)制备生物传感器电极

将20mg葡萄糖氧化酶溶解于1mL水中，加入1mL浓度为20mg/mL的MOFs/导电聚合物复合材料水溶液，充分混合后获得MOFs/导电聚合物复合材料-葡萄糖氧化酶混悬液，在4℃下放置12h；

取4μL混悬液涂覆在石墨烯电极表面(电极表面积为3.14mm²)，在25℃下自然干燥12h，用蒸馏水冲洗电极除去未结合的酶和杂质，得到生物传感器电极。

5)制备葡萄糖生物传感器

以生物传感器电极作为工作电极，铂电极作为对电极，银/氯化银电极作为参比电极组成三电极体系，再与电化学工作站相连形成葡萄糖生物传感器。

实施例4

一种葡萄糖生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)制备聚(N-苯基甘氨酸)

同实施例1

2)制备聚(N-苯基甘氨酸)衍生物

同实施例1

3)制备MOFs/导电聚合物复合材料

将20.2mg聚(N-苯基甘氨酸)衍生物和5.1mg NH₂-UiO-66加入到100mLN-甲基吡咯烷酮中，在氩气保护下，调节温度为50℃，保温搅拌12h。反应结束后将反应液降至室温，将反应液过滤后干燥得到MOFs/导电聚合物复合材料。

4)制备生物传感器电极

将5mg葡萄糖氧化酶溶解于1mL水中，加入1mL浓度为10mg/mL的MOFs/导电聚合物复合材料水溶液，充分混合后获得MOFs/导电聚合物复合材料-葡萄糖氧化酶混悬液，在5℃下放置12h；

取4μL混悬液涂覆在玻碳电极表面(电极表面积为3.14mm²)，在25℃下自然干燥12h，形成修饰层，然后将1wt％的Nafion溶液滴覆于修饰层表面，在20℃下干燥12h，形成保护层，用蒸馏水冲洗电极除去未结合的酶和杂质，得到生物传感器电极。

5)制备葡萄糖生物传感器

以生物传感器电极作为工作电极，铂电极作为对电极，银/氯化银电极作为参比电极组成三电极体系，再与电化学工作站相连形成葡萄糖生物传感器。

实施例5

一种葡萄糖生物传感器的制备方法，包括以下步骤：

1)制备聚(N-苯基甘氨酸)

同实施例1

2)制备聚(N-苯基甘氨酸)衍生物

同实施例1

3)制备MOFs/导电聚合物复合材料

将15.7mg聚(N-苯基甘氨酸)衍生物和4mg NH₂-MIL-101加入到100mL N,N-二甲基乙酰胺中，在氩气保护下，调节温度为120℃，保温搅拌3h。反应结束后将反应液降至室温，将反应液过滤后干燥得到MOFs/导电聚合物复合材料。

4)制备生物传感器电极

将20mg葡萄糖氧化酶溶解于1mL水中，加入1mL浓度为10mg/mL的MOFs/导电聚合物复合材料水溶液，充分混合后获得MOFs/导电聚合物复合材料-葡萄糖氧化酶混悬液，在4℃下放置12h；

取5μL混悬液涂覆在石墨烯电极表面(电极表面积为3.14mm²)，在25℃下自然干燥12h，用蒸馏水冲洗电极除去未结合的酶和杂质，得到生物传感器电极。

5)制备葡萄糖生物传感器

以生物传感器电极作为工作电极，铂电极作为对电极，银/氯化银电极作为参比电极组成三电极体系，再与电化学工作站相连形成葡萄糖生物传感器。

为突出本申请的有益效果，设置以下对比例。

对比例1

1)制备生物传感器电极

将5mg葡萄糖氧化酶溶解于1mL水中，加入1mL浓度为15mg/mL的聚(N-苯基甘氨酸)水溶液，充分混合后获得聚(N-苯基甘氨酸)-葡萄糖氧化酶混合溶液，在10℃下放置10h得到修饰层溶液；

取3μL修饰层溶液涂覆在石墨烯电极表面(电极表面积为3.14mm²)，在25℃下自然干燥12h，形成修饰层，用蒸馏水冲洗电极除去未结合的酶和杂质，得到生物传感器电极。

2)制备葡萄糖生物传感器

以生物传感器电极作为工作电极，铂电极作为对电极，银/氯化银电极作为参比电极组成三电极体系，再与电化学工作站相连形成葡萄糖生物传感器。

对比例2

1)制备生物传感器电极

将20mg葡萄糖氧化酶溶解于1mL磷酸盐缓冲液中，加入1mL浓度为5mg/mL的聚苯胺混悬液，充分混合后获得聚苯胺-葡萄糖氧化酶混合溶液，在4℃下放置12h得到修饰层溶液；

取5μL修饰层溶液涂覆在石墨烯电极表面(电极表面积为3.14mm²)，在20℃下自然干燥12h，形成修饰层，然后将1wt％的Nafion溶液滴覆于修饰层表面，在20℃下干燥12h，形成保护层，用蒸馏水冲洗电极除去未结合的酶和杂质，得到生物传感器电极。不使用时，将生物传感器电极在4℃条件下保存。

2)制备葡萄糖生物传感器

以生物传感器电极作为工作电极，铂电极作为对电极，银/氯化银电极作为参比电极组成三电极体系，再与电化学工作站相连形成葡萄糖生物传感器。

效果实施例

为验证本申请制得的生物传感器电极的形貌和性能，本申请还提供了效果实施例。

1)对实施例1制得的聚(N-苯基甘氨酸)、实施例2制得的聚(N-苯基甘氨酸)衍生物和实施例3制得的MOFs/导电聚合物复合材料进行X射线荧光光谱表征，请参阅图1、图2和图3，图1为本申请实施例1提供的聚(N-苯基甘氨酸)的X射线荧光光谱图，图2为本申请实施例2提供的聚(N-苯基甘氨酸)衍生物的X射线荧光光谱图，图3为本申请实施例3提供的MOFs/导电聚合物复合材料的X射线荧光光谱图。由图1和图2可以看出，实施例2制得的聚(N-苯基甘氨酸)衍生物相比于聚(N-苯基甘氨酸)多了钌元素的发射峰，这表明实施例2成功制备出了聚(N-苯基甘氨酸)衍生物；由图2和图3可以看出，实施例3制得的MOFs/导电聚合物复合材料相比于聚(N-苯基甘氨酸)衍生物多了锆元素的发射峰(NH₂-UiO-66的金属元素为锆)，这表明实施例3成功制备出了MOFs/导电聚合物复合材料。

2)对实施例3制得的MOFs/导电聚合物复合材料进行红外光谱表征，请参阅图4，图4为本申请实施例3提供的MOFs/导电聚合物复合材料的红外谱图。在图4中，2500cm^-1-3500cm^-1为MOFs/导电聚合物复合材料中聚(N-苯基甘氨酸)衍生物羧酸上羟基的吸收带；1305cm^-1为MOFs/导电聚合物复合材料中聚(N-苯基甘氨酸)衍生物亚胺的吸收带；660cm^-1和790cm^-1处的特征峰为联吡啶钌的吸收峰，图4表明实施例3成功制备出了MOFs/导电聚合物复合材料。

3)采用扫描电镜对实施例3中的生物传感器电极进行形貌表征，请参阅图5，图5为本申请实施例3提供的生物传感器电极的扫描电镜图，由图5可以看出生物传感器电极的修饰层为MOFs/导电聚合物复合材料形成的海绵状结构，该结构有利于吸附生物酶，提高生物传感器电极对生物酶的负载量，从而提高生物传感器电极的灵敏度。

4)对实施例1-5和对比例1-2的生物传感器电极的酶固载量进行测定，具体测定方法如下：分别配制浓度为0.02mg/mL、0.04mg/mL、0.06mg/mL、0.08mg/mL、0.1mg/mL的胰蛋白酶标准溶液，分别取200μL标准溶液加入1mL考马斯亮蓝溶液再与样品混合，在595nm波长下测定溶液的吸光度，每个点重复三次测定，取平均值。

5)采用循环伏安法对实施例1-5和对比例1-2的生物传感器电极的工作电位进行测定，测定结果请参阅表1。

6)通过时间电流法测定实施例1-5和对比例1-2的生物传感器电极的检测限。具体测定方法如下：取实施例1-5和对比例1-2的葡萄糖生物传感器，以pH7.0的PBS缓冲液为电解液，当电流趋于平稳时，向电解液体系加入低浓度的葡萄糖溶液，当电流出现变化，且电流变化值大于电流基线的波动值3倍，即信噪比大于3时，认为传感器电极对该浓度的葡萄糖有响应，依次对不同浓度的葡萄糖进行检测，将有响应的最低葡萄糖浓度设为最低检测限，结果请参阅表1。

7)通过时间电流法测定实施例1-5和对比例1-2的生物传感器电极的响应时间，具体测定方法如下：取实施例1-5和对比例1-2的葡萄糖生物传感器，以pH7.0的PBS缓冲液为电解液，在0.2V的工作电位下通电，记录从葡萄糖溶液加入到电流变化达到峰值又落回稳态的时间间隔，该间隔即为生物传感器电极的响应时间，结果请参阅表1。

8)通过时间电流法测定实施例1-5和对比例1-2的生物传感器电极的回归曲线，具体测定方法如下：取实施例1-5和对比例1-2的葡萄糖生物传感器，以pH7.0的PBS缓冲液为电解液，在0.2V的工作电位下通电，观察电极对不同浓度葡萄糖溶液响应的电流变化，根据图像拟合回归曲线并计算线性相关系数，结果请参阅表1和图6。图6为本申请实施例3提供的生物传感器电极在不同浓度葡萄糖溶液中的时间-电流密度响应曲线，由图像拟合得到的回归方程为y＝0.924x+1.568(R²＝0.998)。

表1实施例1-5和对比例1-2葡萄糖生物传感器的性能参数表

由表1可以看出，本申请的葡萄糖生物传感器测定的重复性好(标准差均小于6.5％)，并且葡萄糖生物传感器的酶负载量高、灵敏度高、检测范围广、响应时间短，能够实现对葡萄糖浓度快速、准确的检测。

以上所述是本申请的优选实施方式，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于MOFs的生物传感器电极，其特征在于，所述生物传感器电极包括导电电极基材和负载在所述导电电极基材上的修饰层,所述修饰层包括MOFs/导电聚合物复合材料和生物酶，所述MOFs/导电聚合物复合材料与所述生物酶通过酰胺键连接；所述MOFs/导电聚合物复合材料中，所述MOFs为氨基功能化MOFs，所述导电聚合物包括聚(N-苯基甘氨酸)和聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中的一种或多种。

2.如权利要求1所述的生物传感器电极，其特征在于，所述氨基功能化MOFs包括NH₂-UiO-66和NH₂-MIL-101中的一种或多种。

3.如权利要求1或2所述的生物传感器电极，其特征在于，所述聚(N-苯基甘氨酸)的聚合度为10-100；所述聚(N-苯基甘氨酸)衍生物的聚合度为10-100。

4.如权利要求1-3所述的生物传感器电极，其特征在于，所述聚(N-苯基甘氨酸)衍生物包括如式(Ⅰ)所示的结构单元A：

5.如权利要求4所述的生物传感器电极，其特征在于，所述结构单元A在所述聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中的摩尔占比为1％-3％。

6.如权利要求1-5任一项所述的生物传感器电极，其特征在于，所述MOFs/导电聚合物复合材料中，所述MOFs与所述导电聚合物通过酰胺键连接；所述导电聚合物与所述MOFs的质量比为1∶(0.01-1)。

7.如权利要求1-6任一项所述的生物传感器电极，其特征在于，所述生物酶包括葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶中的任意一种；所述MOFs/导电聚合物复合材料与所述生物酶的质量比为1∶(0.1-10)。

8.如权利要求1-7任一项所述的生物传感器电极，其特征在于，所述生物传感器电极还包括保护层，所述保护层覆盖在所述修饰层上；所述保护层的材质包括Nafion、聚乙烯基吡啶、聚氨基甲酸酯和聚氨基甲酸酯改性材料中的一种或多种。

9.一种基于MOFs的生物传感器电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将MOFs、导电聚合物与第一溶剂混合，经酰胺化反应后得到MOFs/导电聚合物复合材料；所述MOFs包括NH₂-UiO-66和NH₂-MIL-101中的一种或多种；所述导电聚合物包括聚(N-苯基甘氨酸)和聚(N-苯基甘氨酸)衍生物中的一种或多种；

将所述MOFs/导电聚合物复合材料、生物酶与第二溶剂混合得到修饰层溶液；

将所述修饰层溶液涂覆在导电电极基材表面，干燥后得到所述生物传感器电极。

10.一种葡萄糖生物传感器，包括由工作电极、对电极和参比电极组成的三电极体系，其特征在于，所述工作电极包括如权利要求1-8任一项所述的生物传感器电极。

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