【技術實現步驟摘要】
本公開大體涉及前沿新材料領域，具體涉及一種氧化還原聚合物及其制備方法。
技術介紹
1、糖尿病是一種以高血糖為特征的代謝性疾病，目前尚無根治方法，糖尿病患者常常通過葡萄糖傳感器來動態監測血糖，有助于控制病情、及時監控血糖。
2、葡萄糖傳感器一般包括傳感器探頭和記錄傳感信息的處理設備。在進行動態血糖監測時，常常將傳感器探頭埋在受檢者的皮下，探頭的工作電極上設置有傳感層，植入部位的葡萄糖與工作電極上的傳感層接觸發生反應會產生電信號，處理設備對電信號進行處理獲得與血糖濃度水平相關聯的生理參數信息。工作電極上的傳感層一般是通過在工作電極表面滴涂傳感層溶液再經固化而形成。傳感層溶液中通常包括葡萄糖酶和由氧化還原聚合物構成的電子介體。
3、然而，現有的傳感層溶液中使用的氧化還原聚合物通常水溶性較差，不利于滴涂，而采用有機溶劑與水的混合溶劑通常會影響葡萄糖酶的酶活性，可能會影響工作電極的長期穩定性。此外，現有的氧化還原聚合物的氧化還原平衡電位較高，對工作電極施加工作電壓時，受檢者體內的一些干擾物(例如尿酸和醋氨酚等)在較高電位下也容易發生氧化還原反應，導致對葡萄糖分子的氧化還原反應產生的電信號造成干擾。
技術實現思路
1、本公開是有鑒于上述的狀況而提出的，其目的在于提供一種具有較好的水溶性和較低的氧化還原平衡電位的氧化還原聚合物及其制備方法。
2、為此，本公開的第一方面提供一種氧化還原聚合物，所述氧化還原聚合物具有如下式(1)所示的結構：
3、>
4、其中，a1和a2相同且選自4-乙烯基吡啶和n-乙烯基咪唑中的任意一種，a3為季銨鹽化合物或兩性離子化合物，x具有如下式(2)所示的結構：
5、
6、其中，m為過渡金屬，l1、l2、l3、l4、l5和l6為含氮雜環配體，并且兩兩結合形成3個雙齒配體；n1、n2和n3相同或者不同且為100至1000中任意一個自然數。
7、在本公開的第一方面所涉及的氧化還原聚合物中，將a3配置為季銨鹽化合物或兩性離子化合物，能夠使氧化還原聚合物包含正電基團和親水基團，其中，正電基團能夠使氧化還原聚合物表面帶正電荷，在具體應用時能夠與表面帶有負電荷的物質之間形成更強的靜電相互作用；親水基團能夠提高氧化還原聚合物整體的水溶性，便于將其應用在溶液加工的工藝中；另外，由于x中包括6個含氮雜環配體并且兩兩結合形成3個雙齒配體，還能夠使氧化還原聚合物具有較低的氧化還原平衡電位。在這種情況下，將氧化還原聚合物應用在生物傳感器中作為電子介體時，例如將氧化還原聚合物作為葡萄糖傳感器的傳感層中的電子介體時，表面帶正電荷的氧化還原聚合物與表面帶有負電荷的葡萄糖酶之間具有更強的靜電相互作用，有利于提高電子傳遞效率，具有良好水溶性的氧化還原聚合物能夠便于涂覆加工工藝(特別是滴涂工藝)，氧化還原聚合物的低電位還能夠使葡萄糖與傳感層接觸發生反應所需的工作電位較低，進而能夠有效減少高電位干擾物發生氧化還原反應，減少高電位干擾物對葡萄糖分子的氧化還原反應產生的電信號的干擾。由此，能夠提供一種具有較好的水溶性和較低的氧化還原平衡電位的氧化還原聚合物。
8、另外，在本公開的第一方面所涉及的氧化還原聚合物中，可選地，在x的3個雙齒配體中至少包含2個咪唑-吡啶配體。在這種情況下，能夠使氧化還原聚合物具有較低的氧化還原平衡電位。
9、另外，在本公開的第一方面所涉及的氧化還原聚合物中，可選地，m為鋨。由此，能夠使氧化還原聚合物具有較低的氧化還原平衡電位。
10、另外，在本公開的第一方面所涉及的氧化還原聚合物中，可選地，所述兩性離子化合物為磺酸甜菜堿、羧酸甜菜堿和2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸膽堿中的任意一種。在這種情況下，兩性離子化合物同時包括正電基團和親水基團，能夠提高氧化還原聚合物整體的水溶性。
11、另外，在本公開的第一方面所涉及的氧化還原聚合物中，可選地，x具有如下式(3)所示的結構：
12、
13、其中，y為鹵素離子，n4為2至5中任意一個自然數。在這種情況下，通過鹵素離子能夠平衡金屬配合物x的電荷，且鹵素離子也具有親水性，能夠進一步提高氧化還原聚合物的水溶性。
14、另外，在本公開的第一方面所涉及的氧化還原聚合物中，可選地，x具有如下式(4)所示的結構：
15、
16、其中，r1、r2、r3、r4、r5和r6相同或者不同，且分別獨立地選自氫、甲基、甲氧基、三氟甲基或氨基。在這種情況下，通過調整r1、r2、r3、r4、r5和r6位點的取代基、以及選用咪唑-咪唑作為配體，能夠使氧化還原聚合物的氧化還原平衡電位處于預定范圍內。
17、另外，在本公開的第一方面所涉及的氧化還原聚合物中，可選地，x具有如下式(5)所示的結構：
18、
19、其中，r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13相同或者不同，且分別獨立地選自氫、甲基、甲氧基、三氟甲基或氨基。在這種情況下，通過調整r7、r8、r9、r10、r11、r12和r13位點的取代基、以及選用咪唑-吡啶作為配體，能夠使氧化還原聚合物的氧化還原平衡電位處于預定范圍內。
20、另外，在本公開的第一方面所涉及的氧化還原聚合物中，可選地，a2與x通過脫水縮合的方式以酰胺鍵共價結合，a2與x的連接具有式(6)所示的結構：
21、
22、其中，n5為酰胺鍵與a2之間的碳氫鏈的數量，且為1至10中任意一個自然數；n6為酰胺鍵與x之間的碳氫鏈的數量，且為1至10中任意一個自然數。在這種情況下，通過脫水縮合的方式能夠提高a2與x的連接的穩定性。
23、另外，本公開的第二方面提供一種氧化還原聚合物的制備方法，將含氮雜環化合物與季銨鹽化合物或兩性離子化合物反應生成第一聚合物，所述含氮雜環化合物選自4-乙烯基吡啶和n-乙烯基咪唑中的任意一種；將金屬配合物x接枝到所述第一聚合物上，得到如下式(1)所示的氧化還原聚合物：
24、
25、其中，a1和a2相同且選自4-乙烯基吡啶和n-乙烯基咪唑中的任意一種，a3為所述季銨鹽化合物或所述兩性離子化合物，所述金屬配合物x具有如下式(2)所示的結構：
26、
27、其中，m為過渡金屬，l1、l2、l3、l4、l5和l6為含氮雜環配體，并且兩兩結合形成3個雙齒配體；n1、n2和n3相同或者不同且為100至1000中任意一個自然數。
28、在本公開的第二方面所涉及的氧化還原聚合物的制備方法中，將a3配置為季銨鹽化合物或兩性離子化合物，能夠使氧化還原聚合物包含正電基團和親水基團，其中，正電基團能夠使氧化還原聚合物表面帶正電荷，在具體應用時能夠與表面帶有負電荷的物質之間形成更強的靜電相互作用；親水基團能夠提高氧化還原聚合物整體的水溶性，便于將其應用在溶液加工的工藝中；另外，由于x中包括6個含氮雜環配體并且兩兩結合形成3個雙齒配體，還能夠使氧化還原聚本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種氧化還原聚合物，其特征在于，
2.根據權利要求1所述的氧化還原聚合物，其特征在于，
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10.一種氧化還原聚合物的制備方法，其特征在于，
【技術特征摘要】
1.一種氧化還原聚合物，其特征在于，
2.根據權利要求1所述的氧化還原聚合物，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的氧化還原聚合物，其特征在于，
4.根據權利要求1所述的氧化還原聚合物，其特征在于，
5.根據權利要求1所述的氧化還原聚合物，其特征在于，
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【專利技術屬性】
技術研發人員：郭盼，陳立果，方駿飛，
申請(專利權)人：深圳硅基傳感科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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