本發(fā)明涉及功能高分子水凝膠，尤其是涉及一種抗溶脹含酶水凝膠及其制備方法與應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、糖尿病是一種威脅人類(lèi)健康和生命的世界性慢性病，血糖監(jiān)測(cè)是糖尿病診療的前提和基礎(chǔ)，因此電化學(xué)葡萄糖酶?jìng)鞲衅饕恢笔请娀瘜W(xué)傳感器的一個(gè)特別關(guān)注的焦點(diǎn)。近年來(lái)，市場(chǎng)對(duì)多功能水凝膠的需求一直在增長(zhǎng)，含酶水凝膠應(yīng)用于電化學(xué)酶?jìng)鞲衅髟絹?lái)越普遍。然而傳統(tǒng)的含酶水凝膠易發(fā)生溶脹、酶泄漏、酶失活，并且承液量低，導(dǎo)致使用壽命短。因此，繼續(xù)研發(fā)一種抗溶脹的長(zhǎng)使用壽命含酶水凝膠。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種抗溶脹含酶水凝膠。

2、本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于提供上述抗溶脹含酶水凝膠的制備方法。

3、本發(fā)明所要解決的另一技術(shù)問(wèn)題在于提供上述抗溶脹含酶水凝膠的應(yīng)用。

4、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

5、一種抗溶脹含酶水凝膠，是以磺基甜菜堿作為單體，亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯(lián)劑，過(guò)硫酸銨作為引發(fā)劑與羧基化纖維素納米纖維混合；加入鉑納米顆粒增加酶的穩(wěn)定性和催化活性；將混合溶液與酶溶液混合并在30℃～37℃水浴鍋固化獲得的水凝膠酶膜。

6、上述抗溶脹含酶水凝膠的制備方法，具體步驟如下：

7、(1)將磺基甜菜堿單體、羧基化纖維素納米纖維、亞甲基雙丙烯酰胺、過(guò)硫酸銨與pbs緩沖液混合再加入鉑納米顆粒溶液，攪拌后得到水凝膠前驅(qū)體溶液；

8、(2)將酶凍干粉加入pbs緩沖液混合攪拌后得到葡萄糖氧化酶溶液；

9、(3)將上述水凝膠前驅(qū)體溶液與葡萄糖氧化酶溶液按照1：1體積混合并在37℃水浴鍋固化24h，即得抗溶脹的長(zhǎng)使用壽命含酶水凝膠。

10、優(yōu)選的，上述抗溶脹含酶水凝膠的制備方法，所述步驟(1)中磺基甜菜堿單體、亞甲基雙丙烯酰胺、過(guò)硫酸銨、羧基化纖維素納米纖維、pbs緩沖液和鉑納米顆粒溶液的質(zhì)量體積比為(0.3～0.5)g:(4～6)mg:(2～4)mg:(0.3～0.5)m?l:(0.1～0.2)m?l:(70～80)μl。

11、優(yōu)選的，上述抗溶脹含酶水凝膠的制備方法，所述步驟(2)中酶凍干粉為葡萄糖氧化酶、葡萄糖脫氫酶或過(guò)氧化氫酶。

12、優(yōu)選的，上述抗溶脹含酶水凝膠的制備方法，所述步驟(3)中固化環(huán)境應(yīng)在30℃～37℃的條件下。

13、上述各混合物的配比均可以按比例增加或縮減。

14、上述抗溶脹含酶水凝膠在制備糖尿病檢測(cè)設(shè)備方面的應(yīng)用。

15、優(yōu)選的，上述抗溶脹含酶水凝膠的應(yīng)用，所述糖尿病檢測(cè)設(shè)備為電化學(xué)葡萄糖酶?jìng)鞲衅鳌?/p>

16、本發(fā)明的有益效果是：

17、所述抗溶脹含酶水凝膠，使用高生物兼容性和超親水性的磺基甜菜堿兩性離子凝膠構(gòu)造含酶水凝膠，使水分子能夠從酶的疏水區(qū)域被拉開(kāi)，進(jìn)而最大程度維持酶的活性，同時(shí)也促進(jìn)葡萄糖和酶結(jié)合位點(diǎn)的相互作用，從而減緩酶失活，延長(zhǎng)傳感器的使用壽命；使用羧基化纖維素納米纖維調(diào)節(jié)水凝膠的孔徑以此提高水凝膠的抗溶脹性能，抗溶脹的水凝膠具備較高的承液量和穩(wěn)定的保水率，可以延長(zhǎng)使用壽命；使用鉑納米顆粒增加酶的穩(wěn)定性和催化活性，提升水凝膠的電子遷移率，從而提升傳感器靈敏度；制備方法簡(jiǎn)單易行，制成的磺基甜菜堿兩性離子水凝膠可以將水分子從酶的疏水區(qū)域拉開(kāi)，與酶有較好的生物相容性，減緩酶失活，維持酶的活性；具備良好的抗溶脹性能，避免酶泄露；具備較高的承液量和穩(wěn)定的保水率，可以延長(zhǎng)使用壽命，有利于后續(xù)的電化學(xué)測(cè)量。

1.一種抗溶脹含酶水凝膠，其特征在于：是以磺基甜菜堿作為單體，亞甲基雙丙烯酰胺作為交聯(lián)劑，過(guò)硫酸銨作為引發(fā)劑與羧基化纖維素納米纖維混合；加入鉑納米顆粒增加酶的穩(wěn)定性和催化活性；將混合溶液與酶溶液混合并在30℃～37℃水浴鍋固化獲得的水凝膠酶膜。

2.權(quán)利要求1所述的抗溶脹含酶水凝膠的制備方法，其特征在于：具體步驟如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗溶脹含酶水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中磺基甜菜堿單體、亞甲基雙丙烯酰胺、過(guò)硫酸銨、羧基化纖維素納米纖維、pbs緩沖液和鉑納米顆粒溶液的質(zhì)量體積比為(0.3～0.5)g:(4～6)mg:(2～4)mg:(0.3～0.5)ml:(0.1～

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗溶脹含酶水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中酶凍干粉為葡萄糖氧化酶、葡萄糖脫氫酶或過(guò)氧化氫酶。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抗溶脹含酶水凝膠的制備方法，其特征在于：所述步驟(3)中固化環(huán)境應(yīng)在30℃～37℃的條件下。

6.權(quán)利要求1所述抗溶脹含酶水凝膠在制備糖尿病檢測(cè)設(shè)備方面的應(yīng)用。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抗溶脹含酶水凝膠的應(yīng)用，其特征在于：所述糖尿病檢測(cè)設(shè)備為電化學(xué)葡萄糖酶?jìng)鞲衅鳌?/p>
技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種抗溶脹含酶水凝膠及其制備方法與應(yīng)用，使用高生物兼容性和超親水性的磺基甜菜堿兩性離子凝膠構(gòu)造含酶水凝膠，使水分子能夠從酶的疏水區(qū)域被拉開(kāi)，進(jìn)而最大程度維持酶的活性，同時(shí)也促進(jìn)葡萄糖和酶結(jié)合位點(diǎn)的相互作用，從而減緩酶失活，延長(zhǎng)傳感器的使用壽命；使用羧基化纖維素納米纖維調(diào)節(jié)水凝膠的孔徑以此提高水凝膠的抗溶脹性能，抗溶脹的水凝膠具備較高的承液量和穩(wěn)定的保水率，可以延長(zhǎng)使用壽命；使用鉑納米顆粒增加酶的穩(wěn)定性和催化活性，提升水凝膠的電子遷移率，從而提升傳感器靈敏度。

技術(shù)研發(fā)人員：蒲治華,馬宇瀟,栗大超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：天津大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21