组织液中葡萄糖浓度的选择性测量方法

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通过连续血糖监测得到糖尿病患者完整的血糖信息,据此更加精确地指导胰岛素注入,对于临床上控制和治疗糖尿病是至关重要的。目前人体血糖检测方法包括有创、微创和无创三种。微创血糖检测不仅能最大限度避免有创血糖检测方法的局限,而且较之无创血糖检测方法更容易实现。本课题组研究的微创血糖检测方法基于微创伤透皮抽取技术获得组织液,然后通过表面等离子共振(SurfacePlasmon Resonance, SPR)技术对组织液中葡萄糖浓度进行检测。由于透皮抽取获得组织液体积小且成分复杂,要求测量方法能够实现葡萄糖的高精度特异性检测。本文研究了基于SPR传感器表面修饰的组织液中葡萄糖浓度选择性测量方法。主要研究了两种对葡萄糖有特异性吸附作用的物质,GGBP蛋白和硼酸盐聚合物PAA-ran-PAAPBA。首先根据测量需要对蛋白进行定点突变得到GGBP(T3),采用硫醇耦合方法将其绑定在传感器金膜表面。通过实验研究硫醇耦合绑定过程中醋酸钠缓冲液pH值和蛋白浓度对绑定的影响,结果表明最佳缓冲液pH值为4.5,最佳蛋白浓度为40μg/mL。蛋白绑定完成后进行葡萄糖浓度测量,实验结果表明,基于GGBP硫醇耦合方法测量葡萄糖浓度的极限测量范围为0.1~1mg/dL,分辨率为0.2mg/dL,满足微量组织液中葡萄糖浓度选择性测量要求。由于GGBP存在性质不稳定,价格昂贵,绑定过程复杂等问题,本文中引入硼酸盐聚合物PAA-ran-PAAPBA进行研究。硼酸盐聚合物性质稳定,采用层层自组装绑定方法绑定到传感器表面。绑定完成后初步进行葡萄糖浓度测量,结果显示极限测量范围为2~10mg/dL,分辨率为1mg/dL。本文进一步研究了层数对葡萄糖测量范围和分辨率的影响。分别使用绑定6层、12层和20层聚合物的传感器进行实验,结果表明在1~10mg/dL和10~100mg/dL浓度范围内绑定12层聚合物传感器的测量效果好于绑定6层聚合物的传感器,说明在一定范围内增加聚合物层数可以提高测量精度;绑定20层聚合物的传感器极限测量范围为0.1~1mg/dL,分辨率为0.1mg/dL,说明层数增加到一定程度后可以提高测量精度,满足稀释后组织液中葡萄糖浓度的测量要求。
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