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微流控芯片葡萄糖电化学检测系统集成方法研究

张玉梅  
【摘要】:葡萄糖生物传感器是检测葡萄糖浓度最常用的方法,微型化和便携化是其发展的个重要方向。微流控芯片技术的发展为生物传感器的小型化及试样与试剂消耗的降低提供了条件。本论文对微流控芯片葡萄糖电化学流动分析系统的集成特性进行了改进,通过将葡萄糖氧化酶固定于微流控芯片通道内壁的方法提高了系统的集成性;采用两电极电化学检测方法使系统的集成性得到了进一步提高,系统成功地用于人血血浆中葡萄糖含量的测定。 利用共价键合法将葡萄糖氧化酶(GOD)固定在玻璃质微流控芯片通道内壁上,使其既作为样品流通通道,同时作为微型酶反应器和电化学检测单元。将该微流控芯片与注射泵连接,实现了对葡萄糖的流动检测。用电化学检测方法测得固定化酶的表观米氏常数(Km)为10mmol/L,在+0.5V vs.Ag/AgCl,葡萄糖浓度在1.0×10-4~5.0×10-3mol/L范围内呈现良好的线性(r=0.9989),检出限为5.0×10-5mol/L(S/N=3),相对标准偏差(RSD)为2.7%(n=7),在三天之内没有明显的酶流失现象。该方法实现了微酶反应器与电化学检测单元在同一微流控芯片上的集成,并成功地用于葡萄糖的流动检测。 无需芯片外的Ag/AgCl参比电极,直接将集成在芯片通道内的两个铂电极分别作为工作电极和对电极,对电极兼作参比电极,建立了两电极电化学检测系统,同样实现了葡萄糖的流动检测。用该方法测得毛细管固定化酶表观米氏常数(Km)为24mmol/L,在+0.7V vs.Pt,葡萄糖浓度在2.0×10-4~5.0×10-3mol/L范围内呈现良好的线性(r=0.9989),检出限1.0×10-4mol/L(S/N=3),相对标准偏差(RSD)为2.9%(n=7)。采用同样条件下分别在有和无酶反应器的情况下所测得的电流差值的方法校正共存的电化学活性组分对葡萄糖的电化学干扰,使抗坏血酸和尿酸的电化学干扰由18%降低到5.4%。


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