检测血液微量信号的生物传感电极和方法_2

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两个恒电压,来得到放大的电流信号和去除信噪干扰,可以实现对血液中微量信号的检测,恒电压的选取原则为检测样品的氧化还原电位,进而提高检测灵敏度和准确度。
[0020]
【附图说明】
[0021]图1为本发明的检测血液微量信号的电极试纸的结构图;
图2为基板的结构图;
图3为中隔层的结构图;
图4为上盖的结构图;
图5为尿酸溶液的浓度和响应电流标准曲线图;
图6为总胆固醇溶液的浓度和响应电流标准曲线图;
图7为低密度脂蛋白胆固醇溶液的浓度和响应电流标准曲线图;
图8为高密度脂蛋白胆固醇溶液的浓度和响应电流标准曲线图;
图9为甘油三酯溶液的浓度和响应电流标准曲线图;
其中I进样口,2反应区,3试纸,4电极,5对电极,6工作电极。
[0022]
【具体实施方式】
[0023]下面结合具体实施例和附图1~9对本发明作更进一步的说明。
[0024]试纸3结构: 试纸由绝缘基底、中隔层和上盖三层组成,绝缘基底上印刷有电极4和连接导线,电极包括工作电极6、对电极5,三层粘合后形成进样口 I和反应区2。
[0025]电极结构:
工作电极的面积为6mm2?15mm2,对电极的面积为2 mm2~5mm2,工作电极和对电极之间的距离0.优选的,工作电极的尺寸为对电极的尺寸为工作电极和对电极之间的距离0.5mm。
[0026]电极的浆料:
工作电极为碳、或银、或金、或钼,对电极为碳、或银、或氯化银。
[0027]电介体:
电介体可以是铁氰化钾、亚铁氰化钾、二茂铁苯醌中的一种或几种,优选铁氰化钾作为电介体,浓度为0.05-0.5mmol/L,体积为I μ L-1O μ L。
[0028]总胆固醇:优选铁氰化钾的浓度为0.4 mmol/L,体积优选3 μ L。
[0029]低密度脂蛋白胆固醇:优选铁氰化钾的浓度为0.3 mmol/L,体积优选2μ L。
[0030]高密度脂蛋白胆固醇:优选铁氰化钾的浓度为0.3 mmol/L,体积优选2μ L。
[0031]甘油三酯:优选铁氰化钾的浓度为0.15 mmol/L,体积优选4 μ L。
[0032]尿酸:优选铁氰化钾的浓度为0.05 mmol/L,体积优选2 μ L。
[0033]酶配方:
总胆固醇酶反应液由胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶中的一种或几种组成,其中,胆固醇氧化酶的浓度为500~3000U/ml,体积范围为0.5-3 μ L/片,胆固醇酯酶浓度为1000~5000U/ml,体积范围为0.5~3yL/片,优选的:胆固醇氧化酶的浓度为2000U/ml,体积范围为
1.5 μ L/片,胆固醇酯酶浓度为4000U/ml,体积范围为1.5 μ L/片。
[0034]低密度脂蛋白胆固醇酶反应液由胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶中的一种或几种组成,其中,胆固醇氧化酶的浓度为500~3000U/ml,体积范围为0.5-3 μ L/片,胆固醇酯酶浓度为1000~5000U/ml,体积范围为0.5~3μ L/片,优选的:胆固醇氧化酶的浓度为2500U/ml,体积范围为1.5μ L/片,胆固醇酯酶浓度为4000U/ml,体积范围为1.5μ L/片。
[0035]高密度脂蛋白胆固醇酶反应液由胆固醇氧化酶、胆固醇酯酶中的一种或几种组成,其中,胆固醇氧化酶的浓度为500~3000U/ml,体积范围为0.5-3 μ L/片,胆固醇酯酶浓度为1000~5000U/ml,体积范围为0.5~3μ L/片,优选的:胆固醇氧化酶的浓度为2500U/ml,体积范围为1.5μ L/片,胆固醇酯酶浓度为4500U/ml,体积范围为1.5μ L/片。
[0036]甘油三酯酶反应液由甘油激酶、甘油磷酸氧化酶、脂蛋白酯酶中的一种或几种组成,其中,甘油激酶的浓度为200~2000U/ml,体积范围为0.5-3 μ L/片,甘油磷酸氧化酶浓度为500~2000U/ml,体积范围为0.5-3 μ L/片,脂蛋白酯酶的浓度为2000~10000U/ml,体积范围为0.5~3yL/片,优选的:甘油激酶的浓度为150(^/1111,体积范围为11117片,甘油磷酸氧化酶浓度为1000U/ml,体积范围为11117片,脂蛋白酯酶浓度为800(^/1111,体积范围为
1.5 μ L/片。
[0037]UA:抗坏血酸氧化酶浓度为0.5kU~10kU/ml,体积范围为2 μ 1~4 μ L/片。优选的:抗坏血酸氧化酶的浓度为5kU/ml,体积为1.5 μ L/片。片指的是电极试片/试纸。
[0038]阶跃电位:
总胆固醇:用电位阶跃法,阶跃I电位为~400mV~0mV,阶跃2电位为O mV~400mV,阶跃时间为ls~3s,得到血液中总胆固醇与时间的响应电流关系,取40s~90s电流值为响应电流,将该响应电流与总胆固醇浓度~响应电流标准曲线进行对比,计算得出血液样本中总胆固醇的浓度。其中,优选阶跃I电位为~400mV,优选阶跃2电位为400mV,优选阶跃时间为2s,优选取值时间为60s。
[0039]低密度脂蛋白胆固醇:用电位阶跃法,阶跃电位为±100mV~±400mV,阶跃时间为ls~3s,得到血液中低密度脂蛋白胆固醇与时间的响应电流关系,取40s~90s电流值为响应电流,将该响应电流与低密度脂蛋白胆固醇浓度~响应电流标准曲线进行对比,计算得出血液样本中低密度脂蛋白胆固醇的浓度。其中,优选阶跃I电位为~350mV,优选阶跃2电位为300mV,优选阶跃时间为2s,优选取值时间为60s。
[0040]高密度脂蛋白胆固醇:用电位阶跃法,阶跃电位为±100mV~±400mV,阶跃时间为ls~3s,得到血液中高密度脂蛋白胆固醇与时间的响应电流关系,取40s~90s电流值为响应电流,将该响应电流与高密度脂蛋白胆固醇浓度~响应电流标准曲线进行对比,计算得出血液样本中高密度脂蛋白胆固醇的浓度。其中,优选阶跃I电位为~300mV,优选阶跃2电位为300mV,优选阶跃时间为2s,优选取值时间为60s。
[0041]甘油三酯:用电位阶跃法,阶跃电位为± 100mV~±400mV,阶跃时间为5s~l.5s,得到血液中甘油三酯与时间的响应电流关系,取60s~150s电流值为响应电流,将该响应电流与甘油三酯浓度~响应电流标准曲线进行对比,计算得出血液样本中甘油三酯的浓度。其中,优选阶跃I电位为~100mV,优选阶跃2电位为150mV,优选阶跃时间为ls,优选取值时间为90s。
[0042]尿酸:阶跃I电位:~400mV~0mV,优选~100mV,阶跃2电位:0 mV~400mV,优选400mV,阶跃时间0.2s~5s,优选ls,优选取值时间为20s。
[0043]吸血量:2μ L-20 μ L 血液。
[0044]检测血液微量信号的电极试纸的制作方法:
I)在绝缘基底(即基板)上丝网印刷工作电极和对电极,以及两者的引出导线。
[0045]2)将中隔层黏贴到绝缘基底上,形成包含工作电极和对电极的加样区和反应区。中隔层为具有双面胶的绝缘薄膜,可以是PVC绝缘薄膜、PET绝缘薄膜等。
[0046]3)在反应区用丝网印刷或点胶机将反应试剂均匀修饰到电极表面,形成检测试剂层,检测试剂层包括检测酶层。
[0047]4)粘贴亲水性上盖,形成进样腔和进样口。亲水性上盖为表面亲水处理的薄膜。
[0048]实施例1尿酸的检测尿酸的检测原理如下:
抗坏血酸氧化酶+抗坏血酸+ 02 —脱氢抗坏血酸+ Η20 尿酸+铁氰化钾一亚铁氰化钾+尿囊素亚铁氰化钾一铁氰化钾+ e
检测过程:将UA试片接入电化学站或样机,在阶跃I电位为~0.1V,阶跃2电位为0.4V,阶跃时间为Is的实验条件下进行测试,每个样品浓度重复测试三次,取平均值进行分析,如图5所示,可以看出0.2mM~l.2mM尿酸的响应电流在5.4?μΑ~13.32μΑ左右,线性方程为y = 8.1342x + 3.8774,R2 = 0.9957,说明该尿酸试片的响应电流较大,线性较佳,分辨度较闻。
[0049]实
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