CN113584112A - 葡萄糖传感器及其酶固定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了葡萄糖传感器及其酶固定方法,该葡萄糖传感器包括:传感器电极;酶活性层,形成在传感器电极的表面上,且酶活性层内固定有葡萄糖氧化酶和血清蛋白,并且,形成酶活性层的材料为水溶性聚合物。本发明所提出的葡萄糖传感器,其电极表面形成的酶活性层引入的多羟基的水溶性聚合物及其他亲水性聚合物,不仅能更均匀地包埋葡萄糖氧化酶和血清蛋白,多羟基的水溶性聚合物还可与葡萄糖氧化酶分子形成氢键,从而提高葡萄糖氧化酶的活性稳定,且保证了葡萄糖传感器在生产制造过程的批次一致性。

Description

葡萄糖传感器及其酶固定方法
技术领域
本发明涉及葡萄糖传感器制作技术领域,具体的,本发明涉及葡萄糖传感器及其酶固定方法。
背景技术
目前,用于葡萄糖传感器的酶配方体系主要包括葡萄糖氧化酶、血清蛋白等。通过配制一定浓度比例的溶液并涂覆到电极表面,并使用紫外线(UV)或戊二醛进行交联。但是,葡萄糖氧化酶及血清蛋白等均属于大分子蛋白质,成膜性差且不均匀,使用物理方法或化学方法交联后形成的膜层往往不均匀且性脆、还容易发生破裂,从而极大地影响到葡萄糖传感器生产制造中的批次一致性,以及葡萄糖传感器在保存和使用过程中的性能稳定。
发明内容
本发明是基于发明人的下列发现而完成的:
本发明的发明人通过引入多种水溶性聚合物,得到具有优异成膜性能的酶固定配方,成膜后葡萄糖氧化酶及血清蛋白能够均匀地分散在水溶性聚合物基体之中,且形成的膜层厚度及孔径均分布均匀,保证了传感器在生产制造过程中的批次一致性。
在本发明的第一方面,本发明提出了一种葡萄糖传感器。
根据本发明的实施例,所述葡萄糖传感器包括:传感器电极;酶活性层,所述酶活性层形成在所述传感器电极的表面上,且所述酶活性层内固定有葡萄糖氧化酶和血清蛋白,并且,形成所述酶活性层的材料包括水溶性聚合物。
发明人经过研究发现,本发明实施例的葡萄糖传感器,其电极表面形成的酶活性层引入亲水性聚合物,不仅能更均匀地包埋葡萄糖氧化酶和血清蛋白,其中的多羟基的水溶性聚合物还可与葡萄糖氧化酶分子形成氢键,从而提高葡萄糖氧化酶的活性稳定,并且,形成更均匀的酶活性层,保证了葡萄糖传感器在生产制造过程的批次一致性。
另外,根据本发明上述实施例的葡萄糖传感器,还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的实施例,所述水溶性聚合物包括多羟基聚合物,且所述多羟基聚合物包括聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸羟乙酯、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、壳聚糖和聚甲基丙烯酸中的至少一种。
根据本发明的实施例,所述水溶性聚合物进一步包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇共聚物和聚乙二醇中的至少一种。
根据本发明的实施例,所述水溶性聚合物为聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮。
根据本发明的实施例,所述酶活性层是所述水溶性聚合物、所述葡萄糖氧化酶和所述血清蛋白交联处理后形成的。
在本发明的第二方面,本发明提出了一种葡萄糖传感器的酶固定方法。
根据本发明的实施例,所述酶固定方法包括:(1)将水溶性聚合物、葡萄糖氧化酶和血清蛋白溶解于PBS缓冲液,并配制成溶液;(2)将所述溶液涂覆到传感器电极的表面上,以形成酶活性层。
发明人经过研究发现,采用本发明实施例的酶固定方法,形成酶活性层的溶液中添加水溶性聚合物,如此涂覆形成的酶活性层可以对葡萄糖氧化酶和血清蛋白进行物理包埋,且多羟基的水溶性聚合物还可与葡萄糖氧化酶形成氢键,从而提高形成酶活性层的酶活性稳定性,进而可获得成膜性能优异、批次稳定性更高的葡萄糖传感器。
另外,根据本发明上述实施例的酶固定方法,还可以具有如下附加的技术特征:
根据本发明的实施例,所述水溶性聚合物包括多羟基聚合物和其他亲水性聚合物中的至少一种;其中,所述多羟基聚合物包括聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸羟乙酯、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、壳聚糖和聚甲基丙烯酸中的至少一种;所述其他亲水性聚合物包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇共聚物和聚乙二醇中的至少一种。
根据本发明的实施例,所述酶固定方法还包括:(3)对所述酶活性层进行交联处理。
根据本发明的实施例,基于所述溶液的总重量,所述水溶性聚合物的含量为0.5~15w/w%,且所述葡萄糖氧化酶的含量为0.5~10w/w%,所述血清蛋白的含量为1~10w/w%。
根据本发明的实施例,所述交联处理为置于戊二醛、碳二亚胺或二异氰酸酯的蒸汽中3小时以内。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述的方面结合下面附图对实施例的描述进行解释,其中:
图1是本发明一个实施例的葡萄糖传感器的截面结构示意图;
图2是本发明一个实施例的葡萄糖传感器的酶固定方法流程示意图;
图3是本发明一个实施例的葡萄糖传感器的连续14天的葡萄糖相应性能测试图;
图4是本发明一个对比例和三个实施例制作出的酶活性层的微观照片,其放大倍率为200倍。
附图标记
100 传感器电极
200 酶活性层
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,本技术领域人员会理解,下面实施例旨在用于解释本发明,而不应视为对本发明的限制。除非特别说明,在下面实施例中没有明确描述具体技术或条件的,本领域技术人员可以按照本领域内的常用的技术或条件或按照产品说明书进行。
在本发明的一个方面,本发明提出了一种葡萄糖传感器。
根据本发明的实施例,参考图1,葡萄糖传感器包括传感器电极100和酶活性层200,其中,酶活性层200形成在传感器电极100的表面上,且酶活性层200内固定有葡萄糖氧化酶A和血清蛋白B,并且,形成酶活性层的材料为水溶性聚合物C;具体的,水溶性聚合物C可以包括多羟基聚合物C1和其他亲水性聚合物C2中的至少一种。需要说明的是,“水溶性聚合物”具体是指亲水的聚合物;“多羟基聚合物”具体是指聚合物链上具有三个及以上羟基的高分子。
糖尿病,是一种由于胰岛功能受损无法分泌胰岛素及自身无法分泌足够的胰岛素来克服胰岛素抵抗的代谢类疾病。而糖尿病的主要临床表现为多饮、多食、多尿及体重下降(即“三多一少”),如果糖尿病患者的血糖没有得到很好地控制,便会引发各种急性或慢性并发症,例如昏迷、酮酸中毒、视网膜损伤甚至肾衰竭等。研究表明,糖尿病患者的血糖如果能够长期控制在合理水平,是可以减缓甚至防止糖尿病并发症。现阶段,大多数糖尿病患者主要通过指尖取血并利用血糖试纸进行检测,长期以来会给糖尿病患者带来生理及心理上的压力。与此同时,由于测量次数限制,所得到的血糖数值往往很难反映糖尿病患者真实的血糖波动状况。
动态血糖监测(CGM)可以很好地解决上述问题,采用动态血糖监测可以实时的检测糖尿病患者的血糖波动水平,并针对性的给出解决方案。研究表明:使用动态血糖监测可以很好的改善糖尿病患者的生活质量,可以有效地延长患者的寿命。动态血糖监测最核心的部分属于葡萄糖传感器,也是各企业及科研院所研究的核心。
关于葡萄糖传感器的设计方法有多重技术路径,包括葡萄糖氧化酶法、红外光谱法、荧光法及代谢热法等,而最为成熟的方法属于葡萄糖氧化酶法,该方法通过构建电化学传感器检测葡萄糖氧化酶催化葡萄糖分解反应过程中的电流变化来监测血糖变化。众所周知,酶是活细胞产生的具有催化作用的有机物,酶的活性受到温度、pH值、溶剂环境的影响,且容易发生失活。并且,酶一般是以游离状态存在于生物体中,而用于电化学传感器构建时则需要对其进行固定,保证酶层能够稳定存在于电极表面,使用过程中不会发生破裂或脱落,且始终保持相对稳定的催化活性。
所以,本发明的发明人通过引入多种水溶性聚合物(包括多羟基聚合物C1和其他亲水性聚合物C2),得到具有优异成膜性能的酶固定配方,成膜后的葡萄糖氧化酶及血清蛋白能够均匀地分散在水溶性聚合物基体之中,且形成的膜层厚度及孔径均分布均匀,保证了传感器在生产制造过程中的批次一致性。与此同时,所形成的膜层还具有良好的强度、韧性及粘结性能,保证传感器膜层在后续的保存及使用过程中不会发生破裂及脱落。
根据本发明的实施例,多羟基聚合物C1可以包括聚乙烯醇(PVA)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、壳聚糖(CS)和聚甲基丙烯酸(PMA)中的至少一种。如此,采用上述高水溶性的聚合物可更均匀地包埋葡萄糖氧化酶A和血清蛋白B,且通过大量的氢键将葡萄糖氧化酶A固定住,从而使酶活性层中的葡萄糖氧化酶A的活性稳定性更好。
根据本发明的实施例,其他亲水性聚合物C2可以包括聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯共聚物(PVP-VA)、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物(PEG-PPG)、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇共聚物(PEG-PPG-PEG)、聚乙二醇(PEG)和聚丙烯酰胺(PAM)中的至少一种。如此,采用上述其他种类的亲水性聚合物,可与葡萄糖氧化酶及血清蛋白等生物蛋白具有优异的相容性,从而使葡萄糖氧化酶等能够均匀分布在亲水性高分子基体中,并形成均匀的薄膜,进而保证了葡萄糖传感器用于实际生产应用时的批次一致性。
在本发明一些的实施例中,多羟基聚合物C1可以选择聚乙烯醇,而亲水性聚合物C2可以选择聚乙烯基吡咯烷酮,如此,采用每个重复单元中都带有一个羟基的聚乙烯醇,与来源广泛且两亲性的聚乙烯基吡咯烷酮组成的水溶性聚合物组合,可使5~10批次的葡萄糖传感器的灵敏度差异控制在5%以内,且葡萄糖传感器在15天内的葡萄糖响应性能保持相对稳定。
在一些具体示例中,在酶活性层中,水溶性聚合物C的含量可以为0.5~15重量份,且葡萄糖氧化酶A的含量可以为0.5~10重量份,血清蛋白B的含量可以为1~10重量份。如此,采用上述比例的水溶性聚合物C、葡萄糖氧化酶A和血清蛋白B,形成的膜层厚度及孔径均分布更均匀,且更能保证葡萄糖传感器在生产制造过程中的批次一致性。
根据本发明的实施例,酶活性层200可以是水溶性聚合物C、葡萄糖氧化酶A和血清蛋白B交联处理后形成的,具体的,可以通过戊二醛、碳二亚胺或二异氰酸酯等交联剂。如此,不仅能使酶和蛋白质之间化学交联,还可使水溶性聚合物C之间、以及水溶性聚合物C与酶或蛋白之间也形成化学交联,从而使葡萄糖氧化酶A和血清蛋白B固定在酶活性层200中。
综上所述,根据本发明的实施例,本发明提出了一种葡萄糖传感器,其电极表面形成的酶活性层引入水溶性聚合物,不仅能更均匀地包埋葡萄糖氧化酶和血清蛋白,其中的多羟基的水溶性聚合物还可与葡萄糖氧化酶分子形成氢键,从而提高葡萄糖氧化酶的活性稳定,并且,形成更均匀的酶活性层,保证了葡萄糖传感器在生产制造过程的批次一致性。
在本发明的另一个方面,本发明提出了一种葡萄糖传感器的酶固定方法。根据本发明的实施例,参考图2,酶固定方法包括:
S100:将水溶性聚合物、葡萄糖氧化酶和血清蛋白溶解于PBS缓冲液,并配制成溶液。
在该步骤中,将水溶性聚合物C、葡萄糖氧化酶A和血清蛋白B溶解于PBS缓冲液,并配制成溶液用于后续形成酶活性层。根据本发明的实施例,水溶性聚合物C可以包括多羟基聚合物C1和其他亲水性聚合物C2中的至少一种。需要说明的是,“其他亲水性聚合物”是指多羟基聚合物以外其他种类的亲水性聚合物。如此,与先形成血清蛋白和葡萄糖氧化酶组成的酶活层,再涂覆聚氨酯形成保护层并填满聚乙二醇和聚乙烯醇的水凝胶的方法相比,本申请的酶固定方法操作更简便,且通过先混合再涂覆的方法,可使成膜后的葡萄糖氧化酶及血清蛋白能均匀地分散在水溶性聚合物基体之中。
在本发明的一些实施例中,多羟基聚合物C1可以包括聚乙烯醇(PVA)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、壳聚糖(CS)和聚甲基丙烯酸(PMA)中的至少一种,如此,采用上述高水溶性的多羟基聚合物可更均匀地包埋葡萄糖氧化酶和血清蛋白,且多羟基聚合物还可与葡萄糖氧化酶分子之间形成氢键。
在本发明的一些实施例中,其他亲水性聚合物C2可以包括聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯共聚物(PVP-VA)、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物(PEG-PPG)、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇共聚物(PEG-PPG-PEG)和聚乙二醇(PEG)中的至少一种,如此,采用上述亲水性高分子,可与葡萄糖氧化酶及血清蛋白等生物蛋白具有优异的相容性,从而使后续形成的酶活性层的厚度更均匀,且葡萄糖氧化酶等均匀分布于酶活性层中。
在一些具体示例中,基于溶液的总重量,水溶性聚合物C的含量可以为0.5~15w/w%,且葡萄糖氧化酶A的含量可以为0.5~10w/w%,血清蛋白B的含量可以为1~10w/w%。如此,采用上述浓度和配比的水溶性聚合物C、葡萄糖氧化酶A和血清蛋白B,形成的膜层厚度及孔径均分布更均匀,且更能保证葡萄糖传感器在生产制造过程中的批次一致性。
S200:将溶液涂覆到传感器电极的表面上,以形成酶活性层。
在该步骤中,将溶液涂覆到传感器电极的表面上,以形成酶活性层。根据本发明的实施例,涂覆的方式可以包括旋涂、滴涂、喷涂、狭缝涂膜、喷墨打印和丝网印刷。具体的,将步骤S100配制好的溶液,旋涂、滴涂或喷涂到传感器电极的表面,在室温下挥发形成均一膜层,即可获得厚度及孔径分布均匀的酶活性层。
S300:对酶活性层进行交联处理。
在该步骤中,对酶活性层进行交联处理。在本发明的一些实施例中,交联处理可以为将涂覆有酶活性层的传感器电极置于戊二醛、碳二亚胺或二异氰酸酯的蒸汽中3小时以内。如此,可以充分地使水溶性聚合物C之间、以及水溶性聚合物C与酶或蛋白之间形成化学交联键,从而使葡萄糖氧化酶A和血清蛋白B固定在酶活性层200中。
综上所述,根据本发明的实施例,本发明提出了一种酶固定方法,形成酶活性层的溶液中添加水溶性聚合物,如此涂覆形成的酶活性层可以对葡萄糖氧化酶和血清蛋白进行物理包埋,且多羟基的水溶性聚合物还可与葡萄糖氧化酶形成氢键,从而提高形成酶活性层的酶活性稳定性,进而可获得成膜性能优异、批次稳定性更高的葡萄糖传感器。
下面参考具体实施例,对本发明进行描述,需要说明的是,这些实施例仅是描述性的,而不以任何方式限制本发明。
实施例1
在该实施例中,制作出葡萄糖传感器。具体的步骤如下:
(1)将亲水性的高分子如聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮,以及葡萄糖氧化酶、牛血清蛋白溶解于PBS缓冲溶液中,其中,水溶性聚合物溶液浓度为10%,葡萄糖氧化酶及牛血清蛋白添加比例分别为10%及10%;
(2)将混合溶液通过喷涂方式涂到传感器电极表面,室温下挥发形成厚度均一的酶活性层;
(3)将涂覆有酶活性层的传感器电极,置于戊二醛蒸汽中进行交联,得到表面固化有葡萄糖氧化酶的葡萄糖传感器。
对该实施例的制作出的葡萄糖传感器的性能进行追踪,包括重复制作5~10批的葡萄糖传感器、连续15天对传感器的葡萄糖响应性能进行追踪。其中,工作电压设置为0.4V,滴定体系为0.1M PBS缓冲液。并且,10批次的葡萄糖传感器的灵敏度差异在5%以内。
该实施例的葡萄糖传感器的葡萄糖响应性能追踪结果,如图3所示。从图3可看出,葡萄糖传感器在14天内的葡萄糖响应灵敏度保持相对稳定,且衰减率仅为2%~4%,在测量误差范围之内。
该实施例的酶活性层的微观照片,如图4的(b)所示。从图4的(b)可看出,添加亲水性高分子可使酶活性层的平整性显著增加。
对比例1
在该对比例中,按照与实施例1基本相同的方法和条件,制作出葡萄糖传感器。区别在于,在该对比例中,只将葡萄糖氧化酶、牛血清蛋白溶解于PBS缓冲溶液中,而不添加亲水性的高分子。
该对比例的酶活性层的微观照片,如图4的(a)所示。从图4的(a)可看出,葡萄糖氧化酶和牛血清蛋白组成的酶活性层,成膜性不好,容易出现破裂或脱落的问题。
实施例2
在该实施例中,制作出葡萄糖传感器。具体的步骤如下:
(1)将亲水性的高分子如羟乙基纤维素、聚甲基丙烯酸羟乙酯、聚乙烯基吡咯烷酮,以及葡萄糖氧化酶、人血清蛋白溶解于PBS缓冲溶液中,其中,水溶性聚合物溶液浓度在0.5%~15%之间,葡萄糖氧化酶及牛血清蛋白添加比例分别0.5%~10%及1%~10%;
(2)将混合溶液通过旋涂、滴涂或喷涂等方式涂到传感器电极表面,室温下挥发形成厚度均一的酶活性层;
(3)将涂覆有酶活性层的传感器电极,置于戊二醛蒸汽或碳二亚胺中进行交联,得到表面固化有葡萄糖氧化酶的葡萄糖传感器。
该实施例的酶活性层的微观照片,如图4的(c)所示。从图4的(c)可看出,添加亲水性高分子可使酶活性层的平整性显著增加。
实施例3
在该实施例中,制作出葡萄糖传感器。具体的步骤如下:
(1)将亲水性的高分子如羟丙基甲基纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇、甘油,以及葡萄糖氧化酶、人血清蛋白溶解于PBS缓冲溶液中,其中,水溶性聚合物溶液浓度在0.5%~15%之间,葡萄糖氧化酶及牛血清蛋白添加比例分别0.5%~10%及1%~10%;
(2)将混合溶液通过旋涂、滴涂或喷涂等方式涂到传感器电极表面,室温下挥发形成厚度均一的酶活性层;
(3)将涂覆有酶活性层的传感器电极,置于戊二醛蒸汽或碳二亚胺中进行交联,得到表面固化有葡萄糖氧化酶的葡萄糖传感器。
该实施例的酶活性层的微观照片,如图4的(d)所示。从图4的(d)可看出,添加亲水性高分子可使酶活性层的平整性显著增加。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种葡萄糖传感器,其特征在于,包括:
传感器电极;
酶活性层,所述酶活性层形成在所述传感器电极的表面上,且所述酶活性层内固定有葡萄糖氧化酶和血清蛋白,并且,形成所述酶活性层的材料为水溶性聚合物。
2.根据权利要求1所述的葡萄糖传感器,其特征在于,所述水溶性聚合物包括多羟基聚合物,且所述多羟基聚合物包括聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸羟乙酯、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、壳聚糖和聚甲基丙烯酸中的至少一种。
3.根据权利要求2所述的葡萄糖传感器,其特征在于,所述水溶性聚合物进一步包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇共聚物和聚乙二醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的葡萄糖传感器,其特征在于,所述水溶性聚合物为聚乙烯醇和聚乙烯基吡咯烷酮。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的葡萄糖传感器,其特征在于,所述酶活性层是所述水溶性聚合物、所述葡萄糖氧化酶和所述血清蛋白交联处理后形成的。
6.一种葡萄糖传感器的酶固定方法,其特征在于,包括:
(1)将水溶性聚合物、葡萄糖氧化酶和血清蛋白溶解于PBS缓冲液,并配制成溶液;
(2)将所述溶液涂覆到传感器电极的表面上,以形成酶活性层。
7.根据权利要求6所述的酶固定方法,其特征在于,所述水溶性聚合物包括多羟基聚合物和其他水溶性聚合物中的至少一种;其中,所述多羟基聚合物包括聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸羟乙酯、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、壳聚糖和聚甲基丙烯酸中的至少一种;所述其他水溶性聚合物包括聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙烯基吡咯烷酮-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物、聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇共聚物和聚乙二醇中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的酶固定方法,其特征在于,基于所述溶液的总重量,所述水溶性聚合物的总含量为0.5~15w/w%,且所述葡萄糖氧化酶的含量为0.5~10w/w%,所述血清蛋白的含量为1~10w/w%。
9.根据权利要求6所述的酶固定方法,其特征在于,还包括:
(3)对所述酶活性层进行交联处理。
10.根据权利要求9所述的酶固定方法,其特征在于,所述交联处理为置于戊二醛、碳二亚胺或二异氰酸酯的蒸汽中3小时以内。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115165982A (zh) * 2022-06-20 2022-10-11 上海联影微电子科技有限公司 天然高分子化合物在生物传感器中的应用
CN116381025A (zh) * 2023-02-15 2023-07-04 重庆联芯致康生物科技有限公司 一种动态葡萄糖传感器酶膜及制备方法

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CN115165982A (zh) * 2022-06-20 2022-10-11 上海联影微电子科技有限公司 天然高分子化合物在生物传感器中的应用
CN116381025A (zh) * 2023-02-15 2023-07-04 重庆联芯致康生物科技有限公司 一种动态葡萄糖传感器酶膜及制备方法
CN116381025B (zh) * 2023-02-15 2024-05-28 重庆联芯致康生物科技有限公司 一种动态葡萄糖传感器酶膜及制备方法

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