CN1776414B - 具有被渗析膜截留的氧化还原聚合物和氧化还原酶的电化学基传感器 - Google Patents
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- C12Q—MEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
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- C12Q1/001—Enzyme electrodes
Abstract
一种电化学基传感器，其包括：电极，其具有至少一个电极表面；薄膜，其设置在所述电极表面上；和渗析膜，其设置在所述薄膜上。所述薄膜包括氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物(即具有被连接的氧化还原介体的聚合物)。此外，所述渗析膜起把氧化还原聚合物和氧化还原酶截留在电极周围的作用。这样的截留通过使用分子量足够高以至于不能通过该渗析膜的氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物实现。
Description
技术领域
本发明通常涉及传感器，特别涉及电化学基传感器。
背景技术
利用电化学基传感器确定液体样品中的分析物引起人们的极大兴趣，所述电化学基传感器利用氧化还原介体(mediator)和氧化还原酶及电极。认为这样的电化学基传感器特别适合连续或者半连续监视身体流体样品(例如血液或者组织间隙流体样品)中的分析物(例如葡萄糖)。例如，电化学基葡萄糖传感器利用氧化还原介体、氧化还原酶和工作电极，用相对低的电压(例如低于0.4V vs SCE)就能够确定(即测量)葡萄糖的浓度，因此减少在工作电极上的任何干扰反应。关于电化学基传感器的进一步说明可以参照例如美国专利5089112和6284478，这些专利的全部内容包括在这里供参考。
在典型的电化学基传感器中，氧化还原介体促进电子在氧化还原酶和电化学基传感器的电极之间转换。在此期间，被存在的分析物、氧化还原介体和电极表面驱动，氧化还原酶在被氧化和被还原状态之间循环。这样循环的最终结果是电子在电极表面上被接受或者被给予，同时氧化还原酶基本上保持原始的氧化状态和催化特征。
为了测定水溶液样品(例如体液样品，诸如血液、尿液或组织间隙流体)中的分析物。氧化还原酶和氧化还原介体二者的水溶程度就足够快的反应动力学而言是有利的。因此，传统的电化学基传感器可以包括在液态水样品中溶剂化的氧化还原酶和氧化还原介体。
为了使电化学基传感器具有长期的稳定性，诸如连续的或者半连续的电化学基葡萄糖传感器，要求氧化还原介体不能从电极周围浸出。此外，如果氧化还原介体是对人或者其他对象有害的物质，氧化还原介体浸出到人或者其他对象的体内是不希望的，因此是应该避免的。
为了防止浸出，氧化还原介体被连接在不溶于水的合成聚合物链上，诸如聚硅氧烷。然而由于它们的疏水性，这样的化学成分活性低，于是降低在含水介质中的反应动力学。此外，共价连接在亲水性聚合物主链上的氧化还原介体不适合安全且有效地用传统方式直接附着在电化学基传感器的电极上。
因此，在本领域中还需要如下所述的电化学基传感器，其利用氧化还原酶和氧化还原介体，但是不存在从电化学基传感器的电极附近不经意浸出氧化还原酶和/或氧化还原介体的问题。此外，这种电化学基传感器的氧化还原介体和氧化还原酶应该具有足够快的反应动力学。
发明内容
根据本发明实施方案的电化学基传感器包括氧化还原酶和氧化还原介体，但是不存在氧化还原酶和/或氧化还原介体从电化学基传感器的电极周围不经意浸出的问题。此外，这些实施方案的氧化还原介体和氧化还原酶具有足够快的反应动力学。
一种根据本发明实施方案的电化学基传感器包括：电极，其具有至少一个电极表面；薄膜，其设置在所述电极表面上；和渗析膜，其设置在所述薄膜上。所述薄膜包括氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物(即：具有被吸附的氧化还原介体，例如共价连接的氧化还原介体的聚合物)。此外，渗析膜起把氧化还原聚合物和氧化还原酶截留在电极周围的作用。这样的截留通过利用分子量足够高以至于不通过渗析膜的氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物实现。
由于氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物二者都被渗析膜截留在电极的周围，能防止浸出，并且电化学基传感器能够在更长时间段内被用于连续或者半连续测量(例如10小时或者更长)。此外，在有含水液体样品的情况下，氧化还原聚合物的亲水特性提供足够快的反应动力学。
附图说明
通过参考下面描述示例性实施方案的详细描述及附图，能更好地理解本发明的特征和优点，所述示例性实施方案利用本发明的原理。其中附图为：
图1A是本发明的典型实施方案的电化学基传感器的一部分的简化俯视图；
图1B是图1A中的电化学基传感器沿着线1B-1B的简化剖面图；
图1C是图1A中的电化学基传感器沿着线1C-1C的简化剖面图；
图1D是图1A中的电化学基传感器沿着线1D-1D的简化剖面图；
图2是N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和乙烯基二茂铁(VFc)共聚形成用于本发明的典型实施方案的电化学基传感器的氧化还原聚合物的简图；
图3是示出把VFc接枝到聚乙二醇(PEG)上形成用于本发明的示例性实施方案的电化学基传感器的氧化还原聚合物的简图；
图4是示出把甲醛二茂铁(ferrocene carboxaldehyde)接枝到聚乙烯亚胺(PEI)上的反应顺序的简图；
图5是在包含图2的氧化还原聚合物的不同溶液中测试的电极的循环伏安图；
图6是用涂覆有图2的氧化还原聚合物的电极在没有渗析膜情况下获得的循环伏安图；
图7是用涂覆有图2的氧化还原聚合物然后涂覆渗析膜的电极获得的循环伏安图；以及
图8A和图8B表示电极的葡萄糖催化电流值与时间的函数关系，所述电极上涂覆有图2中的氧化还原聚合物和葡萄糖氧化酶，二者都包括有渗析膜和没有渗析膜两种情况。图8B强调图8A中示出的100分钟测量的第一个10分钟。
具体实施方式
为了使本申请说明书整体一致和清楚地理解本发明，因此下面给出其中使用术语的定义。
术语“氧化还原介体”是指能够与电极表面和氧化还原酶二者发生还原(接收电子)或者氧化作用(给予电子)的任何化学部分。
术语“亲水性”是指任何对水或者水溶液具有高亲和力的化学物质或亚群(subgroup)。因此，亲水性化合物容易被水或者水溶液吸引、容易溶解在水或者水溶液中，或者被水或者水溶液吸收。
术语“疏水性”是指任何对水或者水溶液的亲和力小的化学物质或者亚群。因此，疏水性化合物往往排斥水或者水溶液，不能被水或者水溶液吸收。
术语“氧化还原聚合物”是指改性(衍生)的聚合物，以便包括至少一种氧化还原介体。
图1A至图1D示出的是本发明的说明性实施方案的电化学基传感器100的一部分。电化学基传感器100包括：基质102；参考电极104a，其具有电极表面106a；工作电极104b，其具有电极表面106b；设置在电极表面106a上的薄膜108和设置在薄膜108上的透析模110。电化学基传感器100还包括绝缘层112和参考墨层(reference ink layer)114，本领域技术人员能够理解：图1A至图1D示出的只是整个电化学基传感器的一部分，为了避免图1A至图1D过分复杂化，没有示出电化学基传感器的其他部件(例如：外壳、分析/微处理器组件和电子通信电路)。
本领域技术人员也能够理解参考墨层114形成与参考电极104a一体的电化学活性层，相对于施加在工作电极104b上的测量电位设置零电位。本领域技术人员能进一步理解虽然图1A至图1D示出的电化学基传感器具有两种电极形式，本领域已知的其他电化学基传感器形式可用于本发明的实施方案。
基质102可由例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯薄片(例如能从美国GE Plastic购买到)形成，或者由定向聚苯乙烯薄片(例如能从德国NSWGmBH公司购买到)。
参考墨层114可以由例如Ag/AgCl糊制成(例如可以从英国Pontypool Wales的Gwent Electronic Materials购买)或者任何适合的电化学参考材料，包括含形成部分可溶性盐的金属(例如：银、铜、钛和锂)的材料，但是不局限于此。
绝缘层112可以由例如绝缘的可丝网印刷的墨糊(例如可以从Sericol InksLtd.购买到)。参考电极104a和工作电极104b可以用本领域技术人员公知的任何适合的材料制成，例如参考电极104a和工作电极104b可以由导电墨，诸如碳导电墨制成。
参考电极104a、工作电极104b、绝缘层112和透析模110可以具有任何适合的厚度。但是，这些层每一个的典型厚度在1微米到100微米之间的范围内。
薄膜108包括氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物(图1中未示出)。利用透析模110和绝缘层112把薄膜108的氧化还原聚合物和氧化还原酶截留在工作电极104b附近。
薄膜108的亲水性氧化还原聚合物和氧化还原酶的分子量足够高以至于它们基本不能通过透析模110(下文进一步说明)。亲水性氧化还原聚合物和氧化还原酶可以具有任何适合的分子量，只要亲水性氧化还原聚合物被给定的渗析膜截留。通常，所述亲水性氧化还原聚合物的分子量大于约10kg/mol(10,000道尔顿)，所述氧化还原酶的分子量大于5000道尔顿(5kg/mol)，优选大于80,000道尔顿(80kg/mol)。关于此，注意到葡萄糖氧化酶(一种氧化还原酶)的分子量大约为160,000道尔顿(160kg/mol)。
调整渗析膜110，使得只有分子量相对低的化合物(例如葡萄糖)可以通过，同时分子量相对高的化合物(例如薄膜108的亲水性氧化还原聚合物和氧化还原介体)被保留在工作电极104b的附近。渗析膜也可以起分析物(例如葡萄糖)扩散控制层和干扰排除层的作用。
透析模110可以是现有技术中已知的任何适合的透析模，包括浇铸聚合物渗析膜或者交联聚合物渗析膜。适合的渗析膜的非限制性例子包括：(i)浇铸渗析膜，其由含2％(w/v)醋酸纤维素(CA)和0.7％(w/v)聚乙二醇(PEG)的丙酮溶液形成；和(ii)交联聚合物渗析膜，其由含5％(w/v)的聚乙烯亚胺(PEI)和0.7％(w/v)聚(丙二醇)二缩水甘油醚(PPGDGE)的2-异丙醇溶液形成。
适用于薄膜108的亲水性氧化还原聚合物可以通过例如把氧化还原介体共价连接到分子量相对高的聚合物上形成。所述亲水性氧化还原聚合物的亲水特性便于促进亲水性氧化还原聚合物的氧化还原介体和氧化还原酶之间的有利反应，以便获得足够快的反应动力学。
薄膜108的氧化还原酶可以是本领域技术人员了解的任何适合的氧化还原酶。例如，非限制性的实例包括：葡萄糖氧化酶、乳酸(latate)氧化酶、胆红素氧化酶、肌氨酸氧化酶、胆碱氧化酶、胆固醇氧化酶和黄嘌呤氧化酶、及葡萄糖脱氢酶、乙醇脱氢酶、过氧化物酶(例如辣根过氧物酶)和触酶。
本发明的实施方案的电化学基传感器的好处是在制造过程中溶液中的组分容易制备和处理。因此，例如用传统的印刷和涂覆技术能制造所述电化学基传感器。
图2是示出形成适用于本发明的示例性实施方案中的电化学基传感器的氧化还原聚合物200的过程的示意图。如图2所示，可以通过用2，2’-偶氮二异丁腈(AIBN)引发的N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)亲水性单体和乙烯基二茂铁(VFc)氧化还原介体的自由基共聚形成氧化还原聚合物200。本领域技术人员了解的其他亲水性单体，例如，丙烯酰胺单体、甲基丙烯酸羟乙酯单体和聚乙二醇(PEG)大分子单体可以代替NVP。
在图2中NVP∶VFc的摩尔比表示为m∶n，例如可以是从大约100∶1到大约100∶5的范围内。应当注意，如果VFc的比例大于大约5％，产生的氧化还原聚合物可能变成不溶解于一些水溶液样品中。此外，如果VFc的比例小于大约1％，氧化还原聚合物200的氧化还原电导率会变得太低，以致于不能保证测定葡萄糖需要的电子交换速率。还应当注意，NVP的亲水特性赋予氧化还原聚合物200相对高的亲水性。
适用于本发明的实施方案的电化学基传感器的氧化还原聚合物可以包括任何适合的氧化还原介体，包括：锇配合物、醌、氰铁酸盐、亚甲蓝、2，6-二氯靛酚、硫堇、棓花青、靛酚和它们的组合，但不限于此。此外，该氧化还原聚合物可以由任何适合的亲水性单体形成，例如包括但不限于具有丙烯酸酯或者乙烯基可聚合功能团的亲水性单体。适用的其他亲水性单体的实例包括：甲基丙烯酸羟乙酯、N-异丙基丙烯酰胺、甲基丙烯酸甘油酯和丙烯酰胺。对于不同的介体和亲水性单体，图2示出的过程应该相应地变化。
例如，还可以通过把亲水性聚合物(例如聚乙二醇(PEG)、聚乙烯吡咯烷酮或者聚乙烯亚胺(PEI)接枝到氧化还原介体上形成适用于本发明的实施方案的电化学基传感器的氧化还原聚合物。图3示出把VFc接枝到PEG上形成氧化还原聚合物300的反应顺序，所述氧化还原聚合物300适用于本发明的示例性实施方案的电化学基传感器。图3所示的反应顺序中，在有苯乙烯的前提下用过氧化苯甲酰作为引发剂，以通过氢夺取机制形成氧化还原聚合物300。
图4示出的是把PEI接枝到甲醛二茂铁上形成氧化还原聚合物400的反应顺序，所述氧化还原聚合物400适用于本发明实施方案的电化学基传感器。在图4中示出的反应顺序中，PEI的仲胺基团与甲醛二茂铁的醛基团形成席夫碱(即亚胺)。由于席夫碱键形成不稳定，用氢硼化纳(NaBH4)将亚胺还原成叔胺。
下面的实施例进一步说明和证明本发明的实施例的电化学基传感器的其它方面和益处。
实施例1
在E/Vvs.Ag/AgCl在-0.1至0.5V范围内，以50mV/s速率用图2中的氧化还原聚合物200的5％溶液(在磷酸盐缓冲液(PBS)中)与玻璃化炭黑电极(GCE)进行循环伏安法(CV)。从而获得图5的曲线500，并且证实氧化还原聚合物200在玻璃化炭黑电极上具有氧化还原活性。
然后，把葡萄糖氧化酶(一种氧化还原酶)加入PBS中至浓度达到0.05wt％。如图5的曲线510所示，后来的CA扫描的氧化还原峰值稍降低。曲线510的氧化和还原峰值与曲线500的氧化还原峰值相比稍降低，可以认为是由于加入葡萄糖氧化酶稍微稀释的结果和/或由于葡萄糖氧化酶的吸附导致小部分GEC钝化。
接着，把葡萄糖加入PBS中至浓度达到100mM。如图5的CV曲线520所示，加入葡萄糖引起氧化电流提高。由于葡萄糖氧化酶把电极表面上的所有的ferricenium部分转换为二茂铁部分，在曲线520上看不到还原波。曲线520的特征形状也可以称为催化波，在该波形中最大电流与葡萄糖浓度成正比。
实施例2
把GCE浸在含5％图2的氧化还原聚合物200的溶液中，所述氧化还原聚合物200溶解在2-异丙醇中。然后，从5％溶液中取出GCE，并使其干燥。然后，把GEC浸入PBS中，在E/V vs.Ag/AgCl在-0.1至0.5V范围内以20mV/s速率利用CV方法测试。如图6所示，在连续CV扫描中氧化还原峰值迅速降低。这表明，在GCE周围在没有渗析膜吸附膜截留氧化还原聚合物200的情况下，氧化还原聚合物200把GCE洗掉了。
实施例3
通过把0.5μL溶解在2-异丙醇中的氧化还原聚合物200的5％(w/v)溶液涂在碳电极(2.25mm×2.25mm)上，然后在干燥箱中在50℃下干燥大约5分钟，制备涂覆电极。然后，通过制备含2％(w/v)纤维素醋酸酯(CA)和0.7％PEG的丙酮溶液在涂覆电极上形成渗析膜。
然后，把0.8μL CA/PEG混合物涂到该涂覆电极上，并且在干燥箱中50℃下干燥30分钟。CA/PEG混合物形成浇铸渗析膜，所述浇铸渗析膜把大分子量的氧化还原聚合物200保留在碳电极的周围。将上述制备的GCE立即浸入PBS中，在E/V vs.Ag/AgCl在-0.1至0.5V范围内以20mV/s速率利用CV方法测试。如图7所示，在连续CV扫描中开始由于电极初始湿润氧化还原峰值升高，然后逐渐下降。应该注意，在图7中所观察的下降率比图6中所观察到的下降率低。这表明该实施例中的渗析膜帮助把氧化还原聚合物200截留在碳电极附近。
实施例4
把0.5μL的氧化还原聚合物200的5％(w/v)溶液涂到碳电极(2.25mm×2.25mm)上，然后在干燥箱中在50℃下干燥大约5分钟，制备没有渗析膜的电化学基葡萄糖传感器。然后，把1μL的10％(w/v)的葡萄糖氧化酶在PBS中的溶液涂到电极上，在干燥箱中在50℃下干燥10分钟。
实施例5
用类似于实施例4中的方法制备电化学基葡萄糖传感器，只是在该电化学基葡萄糖传感器上涂覆有渗析膜。更加具体地，上面所涂覆的渗析膜是浇铸聚合物薄膜，由在丙酮中含有2％(w/v)CA和0.7％PEG的溶液制备而成。所述渗析膜是在例4所述的电化学基葡萄糖传感器上涂上0.8μL所述CA/PEG混合物，然后在干燥箱中在50℃下干燥所述传感器30分钟制成。CA和PEG溶液形成浇铸渗析膜，其保留大分子量的氧化还原聚合物200和氧化还原酶(即葡萄糖氧化酶)，同时允许小分子量的分析物(诸如葡萄糖)通过。
实施例6
在存在100mM葡萄糖条件下独立检测实施例4的电化学基葡萄糖传感器(没有渗析膜)和实施例5的电化学基葡萄糖传感器(有渗析膜)。在E/Vvs.Ag/AgCl在-0.1至0.5V范围内以20mV/s速率扫描每个电化学基传感器的工作电极，同时暴露在空气中，在室温下。在100分钟内每间隔10分钟记录产生的催化波形。
图8A和图8B示出催化波形表现出没有渗析膜的电化学基葡萄糖传感器的氧化电流快速降低。这意味着氧化还原聚合物200被从这样的电化学基葡萄糖传感器的电极上洗掉。然而，对于包括渗析膜的电化学基葡萄糖传感器，催化波形表现出氧化电流下降较缓慢，从而表明氧化还原催化介体和氧化还原酶被渗析膜保留在电极周围。
实施例7
用类似实施例5的方法制备具有渗析膜的电化学基葡萄糖传感器，只是所述渗析膜是包括PEI和PPGDGE的交联聚合物薄膜。为了形成这样的渗析膜，把52mg的PEI和106mg的PPGDGE混合在一起，以便在1mL的2-异丙醇中形成PEI/PPGDGE的混合物，然后，把0.8μL的PEI/PPGDGE混合物涂到涂覆碳电极(如同上述实施例4中制备的)上，并且在干燥箱中在50℃下干燥30分钟。PEI和PPGDGE溶液以交联聚合物渗析膜的形式形成渗析膜，该渗析膜保留大分子量的氧化还原聚合物200和氧化还原酶，同时允许小分子量的分析物(诸如葡萄糖)穿过。
设想由PEI和PPGDGE溶液形成的交联聚合物渗析膜的亲水特性导致在薄膜接触水溶液时溶胀。这种溶胀使交联聚合物渗析膜具有水凝胶的特征。因此，产生的薄膜可以称为水凝胶层。此外，分子量相对低的分析物(例如葡萄糖)穿透所述水凝胶层的速度比分子量相对高的氧化还原聚合物和氧化还原酶更快。
实施例8
适用于本发明的电化学基葡萄糖传感器的氧化还原聚合物通过使用10.4g的NVP、0.87g的乙烯基二茂铁(VFc)和0.11g的2，2’-偶氮二异丁腈(AIBN)的自由基共聚反应合成(见图2中所示顺序)。所述反应在圆底烧瓶中进行。在反应引发前，在反应溶液中通入氮气鼓泡一小时，除去其中的氧气。然后在氮气气氛中把反应烧瓶在油浴中加热到70℃达24小时，同时连续不断地磁扰动。
把产生的氧化还原聚合物溶解在二氯甲烷中，并用乙醚从溶液中沉淀出。然后，把沉淀的氧化还原聚合物过滤，在干燥箱中在50℃下干燥。然后通过去离子水渗析把氧化还原聚合物中小分子量部分除去。渗析管是截止分子量为16Kg/mol的纤维膜。
实施例9
通过接枝反应合成适用于本发明实施例的电化学基传感器的氧化还原聚合物(如图3所示)。首先，把0.6g的VFc溶解在2.1g苯乙烯中制备VFc溶液。在另一个容器中，在1.37g二甲苯中悬浮0.24g过氧化苯甲酰(70％)制备过氧化苯甲酰悬浮液。在另一个容器中，把10g的PEG(分子量为8Kg/mol)和20g乙氧基乙醇混合，然后加热到90℃，制备PEG溶液。
然后，把VFc溶液加入90℃的PEG溶液中，形成VFc/PEG混合物。在加入VFc溶液后，马上把过氧化苯甲酰悬浮液加入到VFc/PEG混合物中以形成反应混合物。一旦引发接枝，反应混合物形成单相，颜色为桔红色。在90℃下搅动反应混合物2小时，然后在70℃连续搅动一夜。然后，反应混合物被转换成50ml的分析纯水，形成含氧化还原聚合物的红/褐色乳液。在制备本发明的一个实施例的电化学基葡萄糖传感器期间，红/褐色乳液适用于涂覆GCE薄膜。
实施例10
通过接枝反应合成适用于本发明的实施例的电化学基传感器的另一种氧化还原聚合物(如图4所示)。在所述合成过程中，把0.3g甲醛二茂铁与50ml无水甲醇和18g的PEI混合，形成反应溶液。PEI的数均分子量(Mn)为10Kg/mol，重均分子量(Mw)为25Kg/mol。
然后，在空气中搅拌反应溶液2小时，通过去除反应溶液的等分试样并用甲醇洗出液进行薄层色谱分析(TLC)监视反应。TLC检验结果表明2小时后所有的甲醛二茂铁反应变成亚胺。
然后，把100mg氢硼化钠加入10ml甲醇中，然后将其加入反应溶液中把亚胺还原成叔胺。在加入氢硼化钠之后，再把反应溶液搅拌2小时，然后逐渐加入15ml水。然后，为了保证全部氢硼化钠反应，再迅速加入20ml水。然后用100ml二乙醚萃取反应溶液以除去任何可能的有机杂质，然后丢弃有机相。在萃取步骤之后，把反应溶液在70℃的干燥箱中干燥一夜以生产适用于本发明的实施方案的电化学基传感器的氧化还原聚合物。
应当理解，这里描述的本发明实施方案的各种替代方式可以用于实施本发明。本发明的权利要求的意图是限定本发明的范围，因此涵盖这些权利要求范围内的结构及它们的等同结构。
Claims (4)
1.一种电化学基传感器，包括：
电极，其具有至少一个电极表面；
薄膜，其设置在所述电极表面上，所述薄膜包括：
氧化还原酶；和
亲水性氧化还原聚合物；以及
渗析膜，其设置在所述薄膜上，
其中，所述渗析膜用来将所述氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物截留在电极周围，
其中所述氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物的分子量使得所述氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物不能通过所述渗析膜，由此将所述氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物截留在电极周围，
其中所述氧化还原聚合物通过N-乙烯基吡咯烷酮和乙烯基二茂铁共聚合得到。
2.权利要求1的电化学基传感器，其进一步包括工作电极。
3.一种电化学基传感器，包括：
电极，其具有至少一个电极表面；
薄膜，其设置在所述电极表面上，所述薄膜包括：
氧化还原酶；和
亲水性氧化还原聚合物；以及
渗析膜，其设置在所述薄膜上，
其中，所述渗析膜用来将所述氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物截留在电极周围，
其中所述氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物的分子量使得所述氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物不能通过所述渗析膜，由此将所述氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物截留在电极周围，
其中所述氧化还原聚合物通过把乙烯基二茂铁接枝到聚乙二醇上合成得到。
4.一种电化学基传感器，包括：
电极，其具有至少一个电极表面；
薄膜，其设置在所述电极表面上，所述薄膜包括：
氧化还原酶；和
亲水性氧化还原聚合物；以及
渗析膜，其设置在所述薄膜上，
其中，所述渗析膜用来将所述氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物截留在电极周围，
其中所述氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物的分子量使得所述氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物不能通过所述渗析膜，由此将所述氧化还原酶和亲水性氧化还原聚合物截留在电极周围，
其中所述氧化还原聚合物通过把甲醛二茂铁接枝到聚乙烯亚胺(PEI)上合成得到。
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