基于葡萄糖氧化酶的葡萄糖传感器的研究进展
2021-05-11乔巨涛刘越峰
刘 皓,乔巨涛,方 纾,刘越峰,李 倩
(1.天津工业大学纺织科学与工程学院,天津300387;2.天津工业大学智能可穿戴电子纺织品研究所,天津300387)
近年来,糖尿病的患病率持续增加,每年因糖尿病死亡的人口也在持续增高。糖尿病作为一种致死性的慢性疾病,目前还没有有效的治愈手段。健康人的血糖水平通常在3.9~6.0 mmol/L,超出此范围的葡萄糖浓度可能导致肾功能不全、糖尿病等[1]。而检测血糖浓度作为诊断糖尿病的主要方法之一,其检测准确性对于患者将血糖水平维持在正常的生理范围内至关重要[2]。此外,监控血糖水平可以更好地了解人体的健康情况,从而可以通过早期诊断和治疗来改善患者的健康状况[3]。
葡萄糖传感器是生物传感器中研究最多的酶电极传感器,它可以简单并迅速地测定血糖,对糖尿病的诊断和治疗有着重要的实际意义[4]。葡萄糖氧化酶(GOx)是葡萄糖生物传感器研究中应用最广泛的一种酶。GOx是一种特征明确的糖蛋白,由2个相同的80 ku亚基与2个黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)辅酶结合而成[5]。GOx可以催化D-葡萄糖(C6H12O6)氧化为D-葡萄糖酸内酯(C6H10O6)和过氧化氢(H2O2),从而实现对葡萄糖的高度特异性检测。自1967年Updike和Hicks[6]报道了基于GOx的酶电极以来,在不断增长的医疗保健需求的推动下,人们对基于GOx的葡萄糖生物传感器进行了大量的研究,使得各种商业化的葡萄糖生物传感器得到了发展和改进[7]。
基于前人的工作,本文对GOx在酶电极中的固定化方法进行分类总结,对不同固定化方法对传感器性能的影响进行简单分析,并从微创式、可植入式和无创式等3种葡萄糖的可连续监测形式方面对基于GOx的葡萄糖传感器的最新研究进展进行了介绍。……
