文 献 综 述

介孔TiO₂膜固定葡萄糖氧化酶及其直接电化学性能的研究

生物传感器是一种分析检测装置，它将某种生物材料（如组织、微生物、细胞器、细胞受体、酶、抗体、核酸、天然产物等）、生物衍生材料（如重组细胞抗体、工程蛋白、核酸适体等）或仿生材料（如合成催化剂、组合配体、分子印迹聚合物等）紧密连接或结合到生化转换器或转换微系统（光、电化学、热压电、磁、微机械）上。生物传感器能够产生与某一种或一组待测物浓度呈一定关系的连续电信号，实现对单一成分的测量以满足市场需要^[1]。

生物传感器类型很多，根据使用的敏感元件的不同可以分为酶生物传感器、免疫生物传感器、核酸生物传感器、微生物传感器、细胞生物传感器和组织生物传感器等。根据信号转换方式的不同又可以分为电化学生物传感器、光学生物传感器、压电生物传感器、热生物传感器和磁生物传感器等^[2]。其中，电化学酶生物传感器是将酶分子固定在电极表面，通过酶的催化反应来实现对相应底物的检测。酶是生物体内产生的、具有催化活性的一类蛋白质。在电化学酶生物传感器中，应用得最多的是氧化还原酶。这酶细分的话，还可以分为脱氢酶、氧化酶、过氧化氢酶和加氧酶^[3]。

1.1 葡萄糖生物传感器

1.1.1葡萄糖生物传感器的意义

糖尿病是一种由于胰岛素缺乏引起的内分泌代谢紊乱。这种疾病早期症为失去对血糖浓度的控制能力。从而导致一系列的综合征：失明、肾衰等，甚至危及生命。早在70年代就有一次关于糖尿病人是否需要长期可植入型葡萄糖传感器的会议。长期研究工作已充分表明，如果葡萄糖浓度能够严格控制在正常生理范围内，那么糖尿病综合症就可以得到控制。由此产生了一系列适于测量体内、外生理溶液中葡萄糖浓度的葡萄糖检测装置。这些传感器大多数是根据电化学原理并使用酶作为分子识别和生物成分^[4]。

除了临床葡萄糖分析^[5]，葡萄糖检测装置也应用于生物技术^[6]和食品工业^[7]。这种广泛的应用领域大大促进了葡萄糖传感器的发展和多样化。但糖尿病诊断和治疗仍是主导方向，研究人员主要致力于可植入的长期和短期葡萄糖传感器研制^[8]。

为了满足临床医学研究所需要的自动、迅速和精确葡萄糖浓度测量的要求，当前有许多方法用于葡萄糖鉴定和浓度监测分析^[9]。所有方法必须具有如下特性：1）响应迅速，葡萄糖浓度变化必须在1~5分钟内检测出来。2）精确，葡萄糖浓度测量中由于干扰物质或生理参数变化所引起的误差必须很小（最大偏差不应超过10mg/dl）。3）灵敏度、信噪比必须很大，可以检测到很小的葡萄糖浓度变化（0.1mM或近2mg/dl）。4）测量范围宽，必须能够测量生理和病理范围（20-600mg/dl）的葡萄糖浓度。5）稳定性好，在测量仪器的操作时间内葡萄糖产生的信号偏差不超过#177;5%。另外传感器的使用寿命应该满足其应用领域的要求^[10]。

1.1.2葡萄糖生物传感器的制备方法