专利名称：丝网印刷法制作血糖试纸的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是一种m&其丝网印網镧作方法，特别是一种与Aif漏试仪 配套的试纸及其丝网印刷制作方法，属于生物传感技术领域。
技术背景据统计我国糖尿病病人已超过4500万，每年还以1.5%的发展速度增加。控 自尿病发展的有效手段之一是每天实簾血糖翻试达到严^制用资和饮食，维 持病人血糖措数的稳定。目前市场上出现的一些血糖仪其配套试纸采用一般丝印技术，这种血a^ffi制作工艺简单su鼸，基镛电极印黼完成后，还霱要生 #料的点样加工，产量低，生产成本和废品率都较离，只能达到中试规模生产，难以实行大繊工业化连续生产。经文献检索发现，美国专利公开号为2004/0146958， 专利名称为Glucose strip sensor and glucose measurement using the glucose strip sensor (利用葡萄,*# 翻定 1| )，该专利中介绍了一种三电橛系统葡 萄糖试条传感器的制作方法，測试系统中包含有一个工作电极、 一个参考电极还 有一个校验电极，其目的是使系统更糖确地拥定受漏葡萄糖。系统还介绍了采用 控制反应区空间使反应腔内的反应混合物体积得到严格控制从而提高籌定的准确 度等方法 但是该方法除了采用多层丝印技术，还需要用到生物元件点样设备将 生物簾溶液涂布到电极的表面，致使制作工艺复杂化，不利于产品的工业化规模 生产。发明内容本发明的目的在于克康臘有技术中的不足，,一种血,皿其丝两印鹏 的制作方法，使该试纸一旦接触人体血液后，可在相应的血糖讕试仪器上方便直 麓的读出翻试结果，其黼作方^简单，方使后期加工和封装，有利于,化生产。本发明是通过以下技术方案实现的，本发明试纸包括 一个基片，如PP基片；基片上印有一个工作电极；基片上印有一个参考电极；两个电极构成电回路 同剿试仪器相连完成血糖澜试；在基片的一端印有同读出仪表相连的导线。工作 电橛和参考电极分期由印在基片导电银层上复合印網im层构成，工作电极上再印上一层含有催化血液葡菊瞎反应的生物酶，如葡萄im化酶，以及一种能在酶催化反应中心和电极之间进行电子传递的导电介质和撇合剂，如此构成一个电路回路a反应时餵据血壤中曹萄m度的高低，产生相应大小的电淹信号，并IHi 试仪检测读出。本试纸省略了生物元件点样设备，工艺更加简单。被澜试的物貭可以是乳酸、胆國醪或葡m，使用的酶可以是乳酸諷化酶、胆國醉氣化薄和葡萄糖氧化酵o工作电极是一种丝两印鹏在支持翁上的双层导电薄醭，在导电薄鹏上再印剧一层包含催化生化反应的酶和能在,化反应同电极之间进行电子传递的导电介质和黏合剂.这种工作电极饞传通酶傕化反应后产生的电流a工作电极与参比电 极靠近，两个电极构成一个有效反应区域，在同测试仪连接后，组成有效体液成 分翻试系统-本发明采用生物传感及电化学原理，通过纯丝网印剿工艺技术制作上述试纸， 丝两印親不仅仅印制导电线路，还将比较敏感的生物元件如酶、导电介质和黏合 剂等通过特殊方法印在电极表面上。以下对本发明方&#进一歩的说明，具体歩骤如下(1) 在丝印导电碳璺中加入1.2-2.5%的羧甲基纤维素，加入10>20%的电子 导电载# 料，如苯醒或4MR化钾，混匀备用；(2) 将2WMOO目数的金羼或尼龙聚醣材料丝网固定在方型铝质金属框加上， 在暗室内涂上柯达感光胶，干燥备用；(3) 将计算机绘制的工作电极和参考电极负片置于感光胶上，于20"40瓦紫 外灯下暴光15"30分钟，用高压絲冲洗去被电极负片獲盖的未硬化感光胶，千 燥后形成丝印模板；(4) 将带有工作电极和参考电极翻形的丝印模板安装于自动丝印4WJ:备用；(5) 将活性为35>柳国际单位的乳自化酶或 #为20>邻国际单位的胆画 醉氧化酶或活性为2脉3邻闥际单位的曹莓4W化酶，配入傲ioe亳庫尔每升的 柠H酸冲液中，同时添加苯醒或铁银化钾每升2000-柳抑毫克，新合剂如羧甲基 纤维素等充分濯匀后拥置4TC,备用。工作电极先采用丝网印刷机将导电银墨和导电硪墨印在基片上；然后印刷酶 和导电介质如苯醒或錄化钾以及雜合荆等，參考电极也以相鬨的方法黼作。用于印刷的生物歸墨中包括粘合剂、导电物和,，基片的材料可以是一种韧ttl ,绝缘度离的康合材料.比如聚氣乙烯，聚醮或IKfll酸鼸。本发明具有实质性特点和显著进步，本发明方法将丝网印刷技术扩展到了生 物元件鸛的印鹏。PWft了生产工艺il^要求简化了生产设备提高了产品的产 业化水平。丝印材料和丝印设备不必特殊加工，通过市售渠道即可获得，成本很 低；将比较敏感的生物元件如酶、导电介廣和镰合荆等以丝网印鹏方式印在电极 支持物上，使最终产品的精度和重复性得到充分保障。本发明试纸一旦接触人体 # 后，可在相应的配套漏试仪器上方便直邈的读出籌试结果，制作方法简单， 精度高，成本低，方便后期加工和封装，有利于规模化工业生产。附圑说明
图1本发明试纸结构示意團 具体实旌方式如图1所示，本发明试纸包括 一个基片l，基片1上印有银涂层导线2，基片1上印有礙涂层3，基片1上的一缁印有同读出仪表相连的导线4，碳涂层的工 作电极和参考电极3上印有绝缘涂层5,磺涂层的工作电极和参考电极3上还印 有薦涂层6，这种,是可以催化血液葡菊糖反应的生物瞎，如葡萄,化,，以及一种能在酶催化反应中心和电极之间进行电子传递的介质和載合剂，如此构成一个电路回路，反应时极据血锒中葡wr浓度的高低，产生相应大小的电濂信号， 并被籌试仪检澜读出。被測试的物质可以是乳酸、胆画醇或葡萄糖，使用的酶可以是乳醴氧化,、胆囫醉氧化酶和葡 11靓化,。在酶涂层上面还缓有双面胶7，和亲水膜8，便于人体血液方便地以虹吸方式进入反应区。结合本发明方法的内^H供以下实施例，对本发明作进一歩的说明。 实施例l:聚乙烯(PVC)板材，预先切成21X9公分基板备用。(1) 在1克丝印导电磯墨(埃奇森Acheson423 SS)中加入1.2%的羟乙基 纤维素，加入10%的电子导电载体材料苯醒，混匀备用。(2) 将280目数的金属^M龙聚醣材料丝网翻定在方型轻质金属框加上，在 暗室内涂上柯达感光胶，千燥备用。(3) 将计算机绘制的工作电极和参考电极负片置于感光胶上，于20瓦紫外 灯下暴光15分钟。用高压水枪冲洗去被电极负片凝盖的未硬化感光胶。，后形 成丝印模板。(4) 将带有工作电极和参考电极圉形的丝印模板安装于(镲克DEK-245) 型自动丝印机上备用。(5)将活性为1 国际单位的乳酸氣化酶配入邻毫摩尔每升的柠機醻缓冲液 中，同时添加苯醒H^2朋毫克，黏合拥等。充分籌匀后籌置4"3*||备用。在上述自动丝网印刷机上添加导电银墨(埃奇森Acbesoii427 SS)进行导电 线路的印剧；干燥后在自动丝网印鹏机上加入上述漏合导电丝,墨，将先前印 制的银墨线路覆盖，分别制成工作电极和參考电极。印制完的电橛霈撫豕于柳r 烘鳙内國化20分钟，在每一片PVC基片上形成邻对工作和参考电极，然后取出 备用。制作可测试乳酸，胆固醉和葡萄糖的酶试纸时，取出已制成的基础工作电极和参考电极，将上述(5〉中的混合液加入6动丝网印鲷机上进行印制a上述的丝印薄电极制成干燥后，将一约10mm宽，220nun长的双面胶和亲水 膜复合体覆盖在反应区上，加温，。印鹏完的电輾片在加温，3小时后冷却。 用剪切机将干燥后的測试片切成30极斑长，O.S班扱宽的瀕试条成品。将已制成的籌试条,置于籌试仪中并在工作电极和参考电极两段簾加3邻inV 工作电压，測定不同浓度的乳酸，结果表明反应发生10秒后，显示制作电极良好的獮试重复性和相关性。经同生化分析仪比较，分别取邻份乳,控壤和邻份病人血样乳酸对照雜试，其相关性Y达到0.9567瀕试条的相对标准误差为CV《 6.5%。实施例2:聚酯，ET)板材，预先切成21X9公分基板备用。(1) 在丝印导电碳墨(埃奇森Aclte幼s423然)中加入1.8%的羟乙基纤维 素，加入15%的电子导电载体材料苯觀。浪匀后搁置41C冰箱备用。(2) 将300目数的金属或尼龙聚酯材料丝网圃定在方型轻质金属欐加上，在暗室内涂上柯达感光胶，^Hi备用。(3〉将计算机绘制的工作电极和参考电极负片置于感，上，于2fl ur外灯下暴光25分钟。用高压水枪冲洗去被电极负片覆盖的未硬化感光胶。干燥后形 成丝印,。(4) 将带有工作电极和参考电极圉形的丝印模板安装于(镲克DEK-245) 型自动丝印机上备用。(5) 将活性为25国际单位的胆國酵觐化酶配入邻毫摩尔每升的 ^冲液 中，同时添加 升鹏毫克，翳合麟》充分,后拥置4TCacif备用。丝印制作方法同实铜1，将制成的澜试条，置于剿试仅中并在工作龟极和参 考电极两段施加3W鹏V工作电压，分镧籌定不同浓度的胆圃瞜，结果表明反应发生20秒后，显示制作电极良好的籌试重复性和相关性。经同生化分析仪比较， 取30份胆國瞎质控液和加^人血样艇翻酵对履iB(,其相关性Y^H 01967， 籌试条的相对标准误差为CV《5.7%。实據例3:聚掛tt(PP雄材，m5^切成21X9公分基板备用。(1) 在丝印导电磯墨中加入2.5%的羟乙基纤锥素，加入20%的电子导电载 胃料铁慨化钾'混匀备用；(2) 将350目数的金属或尼龙聚翻材料丝两固定在方型轻质金属權加上，在 暗室内涂上柯达感光胶，，备用；(3) 将计算机绘制的工作电极和參考电极负片置于感光胶上，于40瓦紫外 灯下暴光30分钟，用高压水枪沖洗去被电橛负片壤盖的未硬4i^光胶，千儺后形成丝印模板；(4) 将带有工作电极和参考电极圈形的丝印糊安装于自动丝印#1±备用；(5) 将活性为300国际单位的葡菊i(m化ll配入120亳摩尔每升的柠 缓 冲液中，同时添膽観化钾每升600亳克，雜合剂等，充分潘匀后拥置4TC冰箱备用o丝印制作方法同实雄祸i，将黼成鹏H^t条，豕于攤l^仅中并在工作电輾和参考电极两段霣加400 mV工作电压，分别籌定不同浓度的葡菊糖，结果表明反应发生is秒后，a^制作电极良好的漏试重复性和相关性，经阏医院生化分析仪比较，分别取50份葡萄糖质控液和邻份糖尿病人血样葡萄糖对照測试，其相关 性Y达到0.97,糖试条的相对标准误差为CV《&炉/"
权利要求
1. 一种血糖测试仪配套试纸，主要包括一个基片(1)，基片(1)上印有一种银涂层(2)，基片(1)上印有一种碳涂层(3)，在基片(1)的一端印有同读出仪表相连的导线(4)，其特征在于，工作电极(3)和参考电极(3)分别是印在基片(1)导电银层上形成的碳涂层，工作电极(3)上印有催化血液葡萄糖反应的生物酶6，以及一种能在酶催化反应中心和电极之间进行电子传递的介质和黏合剂，覆有双面胶7和亲水膜8，如此构成一个电路回路，反应时根据血液中葡萄糖浓度的高低，产生相应大小的电流信号，并被测试仪检测读出。
2、 根据杈利要求1所述的人体,试纸，其特征是，被翻试的物质可以是乳 酸、胆固醇或葡萄糖，使用的酶可以是乳酸氧化酶、胆固醇氧化酶和葡萄糖氧化 酶。
3、 根据权利要求1所述的血耱试纸，其特征是，工作电极(3)是一种丝网 印鑭在支# 1上的多层导电薄膜(6)，在导电薄鹏(6)内印鹏了包含催化生化反 应的酶和能在籌催化反应同电极之间进行电子传递的介质。
4、 根据权利要求1 ,的血糖漏试仅配奢试纸，其特征是，工作电极(3) 与参比电极(3)靠近，两个电极构成一个有效反应区域，在同澜试仪连接后，组 成有效，成分测试系统'
5、 根据权利要求1所述的血糖鳙试仪配套试纸，其特征是，基片的材料是一 ,性好、绝錄度高的聚合材料，如聚鉱乙錄，聚蘿或聚親酸酯。
6、 一种血,纸的制作方法，其特征在于采用生物传感及电化学原理，通 过丝网印刷技术法制作上述试纸，丝网印刷不限于印制导电线路，还将比较敏感 的生物元件直接印刷在电极支持物上，印刷材料的量和面积完全由电脑精确控制。
7、 根据权利要求6所述的血Km纸的制作方法，其具体歩鐮如下-(1) 在丝印导电碳墨中加入1.2-2.5%的羟乙基纤维素，加入10"20%的电子 导电载,料，如苯醒或铁银化钾，潘匀备用(2) 将200"400目数的金属或尼龙聚酯材料丝网画定在方型轻质金属框加上， 在暗室内涂上柯达感，，^H8I备用；(3) 将计算机绘制的工作电极和参考电极负片置于感光胶上，于20 40瓦紫外灯下暴光15>30分钟，用髙压水枪冲洗去被电极负片稷盖的未硬化感光胶，干艤后形成丝印微；(4) 将带有工作电极和参考电极豳形的丝印模叛安装于自动丝印机上备用；(5) 将活性为l(WO闥际单位的乳酸諷化糖或Sltt为12-25国际单位的胆國 醇氧化酶或活性为200-500国际单位的葡菊糖氧化酶，配入5(M加毫搴尔每升的 柠樣麟冲液中，同鄉加苯醒或铁慨化钾每升200-800毫克，雜合拥等充分裉 匀后搁置41C冰箱备用。
8、 根据权利要求6或7所述的iLim纸的iS^方法， #征是，工作电极先 采用丝网印刷技7^裕导电银墨和导电碳墨印在基片上；然后印剿簾和电子传递体， 如苯醒或铁裉化钾及載合拥，参考电极以相同的方法制作。
9、 根据权利要求6和7所述的血糖试纸的制作方法，其特征是，用于丝网刷 的油墨中包括粘合剂、导电物和籌。
全文摘要
血糖测试仪配套试纸及其制作方法属于生物传感技术领域。试纸的基片上印有碳涂层构成工作电极和参考电极以及电回路，基片一端印有同读出仪表相连的导线，工作电极和参考电极分别是印在基片导电银层上形成的碳涂层，工作电极上还印刷有生物酶以及介质和黏合剂。方法采用生物传感及电化学原理，通过丝网印刷法制作上述试纸，丝网印刷不限于印制导电线路，还将比较敏感的生物元件直接印刷在电极支持物上，印刷材料的印刷量和印刷面积完全由电脑精确控制。本发明试纸一旦接触人体体液后，可在相应的配套测试仪器上方便直观的读出测试结果，制作方法简单，精度高，成本低，方便后期加工和封装，有利于规模化生产。
文档编号G01N27/406GK101246175SQ20071003755
公开日2008年8月20日 申请日期2007年2月14日 优先权日2007年2月14日
发明者军 胡 申请人:军 胡