一种电化学检测试纸条用碳浆及其制备方法及一种电化学检测试纸条及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于生物传感器技术领域，具体设及一种电化学检测试纸条用碳浆及其制 备方法及一种电化学检测试纸条及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 生物分子的分析检测对获取生命过程中的化学与生物信息、了解生物分子及其结 构与功能的关系、阐述生命活动的机理W及对疾病的有效诊断与治疗都具有十分重要的意 义。如何高效、快速、灵敏地检测该些生物分子，是当前生命科学领域中面临的一个十分重 要的问题。解决该些问题的关键就在于发展各种新型的分析检测技术。生物传感器的出现 为有效地解决该些问题提供了新的工具，为生命科学及其相关领域的研究提供了许多新的 方法。
[0003] 电化学检测试纸条为一种常见的电化学生物传感器，该试纸结构特征包括基材、 =个电化学电极（工作电极、参比电极及对电极），电化学电极区域涂覆一层包含酶、聚合 物支持物及抑缓冲物等的薄膜层，待测样品与上述电极接触时，利用其产生的电化学信号 确定其浓度。而碳浆用于构成试纸导电线路及试纸电极反应区，其中，试纸电极反应区指待 测样品中电活性化学物质在一定的过电位下，在电极反应区进行氧化或还原反应，并通过 电极反应区实现电荷转移而形成电流，试纸导电线路则为信号电流提供通路。因此，碳浆性 能直接决定电极反应区的化学特性，尤其是电极表面的润湿性能。由于传感器的电流信号 输出值与电化学反应面积呈正比，电化学反应面积则决定于液体样本与电极反应区的接触 面积，而其接触面积则与电极表面的润湿性能有关，因此电极表面的润湿性能对信号电流 有重要影响。现有的碳浆主要由炭黑、电子介体和有机溶剂组成，但是由该碳浆制备的电极 与酶液的润湿性较差，导致传感器的重现性差，并且灵敏度较低。
【发明内容】
[0004] 有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种电化学检测试纸条用碳浆及其 制备方法及一种电化学检测试纸条，本发明提供的碳浆制备的试纸条重现性好、灵敏度高。
[0005] 本发明提供了一种电化学检测试纸条用碳浆，包括：
[0006] 10. 8wt% ?38. 3wt% 的石墨，
[0007] 1. 8wt%?17. Owt%的导电炭黑，
[0008] 4. 5wt%?7. 5wt%的聚醋树脂，
[0009] 0. 2wt %?5. Owt %的表面活性剂，
[0010] 45. Owt % ?69. 8wt % 的溶剂。
[0011] 优选的，所述石墨的粒径为1000?20000目。
[0012] 优选的，所述溶剂为己二醇了離醋酸醋、二己二醇了離醋酸醋或环己酬。
[0013] 优选的，所述聚醋树脂为 ES850、ES100、ES110、ES550 或 DYNAP0LL411。
[0014] 优选的，所属表面活性剂为曲拉通X-100、曲拉通X-405、吐温40、吐温80和聚己締 化咯烧酬中的一种或多种。
[0015] 本发明还提供了一种上述电化学检测试纸条用碳浆的制备方法，包括W下步骤：
[0016] 将石墨、导电炭黑、聚醋树脂、表面活性剂和溶剂混合揽拌、研磨得到电化学检测 试纸条用碳浆。
[0017] 优选的，按照如下方法进行混合揽拌：
[0018] 将聚醋树脂与溶剂混合、加热，得到聚醋树脂溶液；
[0019] 将表面活性剂与溶剂混合，得到表面活性剂溶液；
[0020] 将聚醋树脂溶液与表面活性剂溶液混合，加入石墨和导电炭黑，揽拌。
[0021] 本发明还提供了一种电化学检测试纸条，包括：
[002引基材；
[0023] 复合于基材的碳浆薄膜层；
[0024] 复合于碳浆薄膜层的绝缘漆层；
[0025] 复合于绝缘漆层的含酶薄膜层；
[0026] 所述碳浆薄膜层由上述电化学检测试纸条用碳浆制备得到。
[0027] 优选的，所述含酶薄膜层为含有葡萄糖氧化酶的水溶液或葡萄糖脱氨酶的水溶液 干燥后成的膜。
[002引本发明还提供了一种上述电化学检测试纸条的制备方法，包括W下步骤：
[0029] 通过丝网印刷依次将碳浆和绝缘漆涂覆于基材表面，再在干燥的绝缘漆表面涂覆 一层酶液，干燥后依次制作虹吸通道和切条，得到电化学检测试纸条。
[0030] 与现有技术相比，本发明提供了一种电化学检测试纸条用碳浆，包括；1〇. 8wt%? 38. 3wt %的石墨，1. 8wt %?17. Owt %的导电炭黑，4. 5wt %?7. 5wt %的聚醋树脂， 0. 2wt%?5. Owt%的表面活性剂和45. Owt%?69. 8wt%的溶剂。本发明通过石墨与导电 炭黑的复配，使碳浆形成有效的电子传导通道，导电炭黑中加入石墨有利于碳黑分散，提高 电极电导率；并且，石墨的无孔多层结构可W促进电化学反应的发生，提高电极的灵敏度。 同时，本发明所提供的碳浆制备的电极具有较好的亲水性，利于酶液的在电极表面均匀扩 散，提高了传感器的重现性。
[0031] 结果表明，本发明提供的电化学检测试纸条的灵敏度为0. 28?0. 30 uA/mmol/L。 本发明提供的碳浆制备的电极的酶液接触角较小，说明本发明提供的碳浆与酶液的相容性 更好，从而保证了电极的重现性。
【附图说明】
[0032] 图1为本发明提供的电化学检测试纸条的制备工艺流程图；
[0033] 图2为实施例1和对比例1制备的电化学检测试纸条的响应电流与血糖浓度的关 系图；
[0034] 图3为实施例2和对比例2制备的电化学检测试纸条的响应电流与血糖浓度的关 系图；
[0035] 图4为实施例3和对比例3制备的电化学检测试纸条的响应电流与血糖浓度的关 系图。
【具体实施方式】
[0036] 本发明提供了一种电化学检测试纸条用碳浆，包括：
[0037] 10. 8wt% ?38. 3wt% 的石墨，
[0038] 1. 8wt%?17. Owt%的导电炭黑，
[0039] 4. 5wt%?7. 5wt%的聚醋树脂，
[0040] 0. 2wt %?5. Owt %的表面活性剂，
[004U 45. Owt % ?69. 8wt % 的溶剂。
[0042] 本发明提供的电化学检测试纸条用碳浆包括导电炭黑，其中，导电炭黑作为碳浆 的有效导电成分，可W保证碳电极优良的导电率。在本发明中，所述导电炭黑的添加量为 1. 8wt % ?17. Owt %，优选为 2wt % ?15wt %，更优选为 5wt % ?lOwt %。
[0043] 本发明提供的电化学检测试纸条用碳浆还包括石墨，在本发明中，所述导电炭黑 中必须添加一定比例的石墨，该样才能形成有效的电子传导通道，其中，所述石墨相当于电 子通道网络中的节点。导电炭黑中加入石墨有利于导电炭黑的分散，导电炭黑不至于团聚 而降低电导率。并且，石墨由于具有无孔、多层结构，作为电极材料时能成为电子转移活 性点，利于在其表面发生反应的电活性物质将电子转移至电极/将电子从电极转移至电 活性物质，促进电化学反应的发生，提高电极的灵敏度。所述石墨的添加量为10. 8wt%? 38. 3wt%，优选为12wt%?35wt%，更优选为20wt%?30wt%。另外，石墨的不同粒径会 造成碳电极不同的电化学特性，当石墨粒径较大时，如大于1000目，会明显降低碳电极的 电化学响应灵敏度，粒径过小时，如小于20000目，则不能与导电炭黑一起形成有效的导电 网络而降低了碳电极的导电率，因此，石墨的粒径范围为1000目?20000目，优选为5000 目?15000目，更优选为7000目?12000目。
[0044] 本发明所提供的碳浆在使用时需附着于PVC或PET等基材上，聚醋树脂为碳黑和 石墨的分散剂和粘结剂，将其固定于试纸基材上，可W保证碳浆在基材上的附着力，并形成 一定的图形。在本发明中，所述聚醋树脂优选为ES850、ES100、ES110、ES550或DYNAP化 L411，更优选为SK公司的牌号为ES550的聚醋树脂，所述聚醋树脂的添加量为4.5wt%? 7. 5wt %，优选为 5wt % ?7wt %，更优选为 5. 5wt % ?6. 5wt %。
[0045] 本发明所述的碳浆还包括表面活性剂，所述表面活性剂优选为曲拉通X-100、曲拉 通X-405、吐温40、吐温80和聚己締化咯烧酬中的一种或多种，更优选为曲拉通X-100、吐 温40或聚己締化咯烧酬。其中，所述表面活性剂的添加量为0. 2wt %?5. Owt %，优选为 0. 5wt % ?4. 5wt %，更优选为 2wt % ?4wt %。
[0046] 本发明提供的电化学检测试纸条用碳浆还包括溶剂，为防止溶剂挥发过快造成碳 浆过早凝固，且保证碳浆能够在100?150°c的烘箱中能有效烘干，需选用沸点在200? 300°C的有机溶剂，优选为醋类高沸点溶剂，更优选为己二醇了離醋酸醋、二己二醇了離醋 酸醋或环己酬。所述溶剂的添加量为45.0*1%?69.8*1%，优选为50*1%?65*1%，更优 选为