酶生物传感器的研究及其在糖尿病检测中的应用

论文摘要

血糖水平是糖尿病诊断和治疗过程中最主要的检测参数。尽管市场上已经有商品化的葡萄糖传感器,但其性能和生产工艺均有待改进,针对这一需要,我们研制了一种新型葡萄糖酶电极,它以丝网印刷碳电极作为基底电极,通过电聚合聚吡咯膜来修饰基底,同时实现葡萄糖氧化酶的固定。与传统的葡萄糖传感器相比较,它在成本控制、生产效率、防止酶流失、保持酶活力等方面都有了很大的提高。实验结果显示,在最佳聚合条件下制备的酶电极响应电流最大。在0-30mM范围内,使用该酶电极得到的响应电流值与葡萄糖的浓度有良好的线性关系,线性响应的灵敏度为0.065μA·mM-1。 在糖尿病的各种并发症中,酮症酸中毒危害大、死亡率高,而且酮体浓度的测定对于糖尿病的早期预警很有意义,因此迫切需要能够对人体内血液酮体水平进行定量检测的方法和仪器。我们研制了一种商品化血酮传感器,它的检测极限为1.5mg·L-1,当β-羟丁酸的浓度在1.5-550mg·L-1范围内时,使用该传感器得到的响应电流值与β-羟丁酸的浓度有良好的线性关系,线性响应的灵敏度为0.011μA·(mg·L-1)-1。而且无需对血样进行预处理,检测方便,用血量少,能够在一定程度上减轻患者的痛苦,非常具有实用价值。

论文目录

• 目录
• 摘要
• Abstract
• 第一章 糖尿病检测技术的研究进展
• 1.1 糖尿病概述
• 1.1.1 糖尿病的定义及分类
• 1.1.2 糖尿病的临床表现及其并发症
• 1.1.3 糖尿病的诊断标准
• 1.2 糖尿病检测技术的发展
• 1.2.1 糖尿病检测的主要指标
• 1.2.2 糖尿病检测技术的发展现状
• 1.3 总结与讨论
• 第二章 导电聚吡咯的研究进展
• 2.1 导电聚合物研究概述
• 2.2 聚吡咯的结构及导电性
• 2.2.1 聚吡咯的结构
• 2.2.2 聚吡咯的导电性
• 2.3 聚吡咯及其复合物的合成
• 2.3.1 聚吡咯的合成
• 2.3.2 聚吡咯复合物的合成
• 2.4 聚吡咯在生物医学领域中的应用
• 第三章 基于丝网印刷碳电极的聚吡咯／葡萄糖氧化酶电极的研制
• 3.1 聚吡咯固定酶分子的原理及方法
• 3.2 基于铂电极的聚吡咯／葡萄糖氧化酶电极的研究
• 3.2.1 反应原理
• 3.2.2 实验试剂及仪器设备
• 3.2.3 实验步骤
• 3.2.4 实验结果及讨论
• 3.2.5 总结
• 3.3 基于丝网印刷碳电极的聚吡咯／葡萄糖氧化酶电极的研制
• 3.4 总结与讨论
• 第四章 商品化血酮生物传感器的研制
• 4.1 酮体的代谢
• 4.2 糖尿病酮症酸中毒
• 4.3 酮体检测的研究现状
• 4.4 血液酮体生物传感器的研制
• 4.4.1 反应原理
• 4.4.2 实验试剂及仪器设备
• 4.4.3 实验步骤
• 4.4.4 实验结果及讨论
• 4.5 血液酮体生物传感器临床实验结果
• 4.6 总结与讨论
• 第五章 酶电极的动力学模型研究
• 5.1 酶动力学
• 5.2 酶电极的动力学模型
• 5.3 聚吡咯／葡萄糖氧化酶电极的动力学研究
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本文工作总结
• 6.2 下一步工作展望
• 参考文献
• 研究生期间的研究成果
• 致谢
• A new handheld biosensor for monitoring blood ketones