一种血糖测试试纸的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于生物传感器技术领域，特别涉及一种血糖测试试纸。
【背景技术】
[0002]目前全球糖尿病患者己超过1.2亿人，我国患者人数居世界第二，己突破2000万。据世界卫生组织预计，到2025年，全球成人糖尿病患者人数将增至3亿，而中国糖尿病患者人数将达到4000万，未来几十年内糖尿病仍将是中国一个严重的公共卫生问题。目前，市场上使用的电化学血糖测试试纸多采用复合丝网印刷技术多次印刷将电极水平排列在基片上，将生物敏感材料印刷在工作电极上，该方法制作工艺流程复杂，易对生物敏感材料造成不利于影响，精度不高，不可控，耗材多、废品率高，不利于工业规模化生产。其次，为快速实现葡萄糖的检测，不少金属、金属氧化物、碳纳米材料被运用于检测中，能快速实现过程中电子的传递，但这些材料价格昂贵，不适合企业商业化生产。最后，目前市场上，很多试纸在使用过程中，取样本血液量没有限定，取样量过多或过少都会影响检测结果。
【实用新型内容】
[0003]为克服上述的缺陷，本实用新型提供了一种高效血糖测试试纸。该血糖测试试纸的制作工艺更简单、可靠，测试试纸更精确、低成本，方便后期加工和封装，有利于规模化生产。
[0004]本实用新型的基于技术方案如下:
[0005]一种血糖测试试纸，包括基片(I )，所述基片(I)上从下至上依次设置有工作电极、绝缘层(4)、参考电极(5)、生物敏感层(6)、亲水层(8)，基片(I)的一端印有用于与血糖测试仪相连的电路回路输出端，其特征在于:所述生物敏感层(6)、亲水层(8)之间设置有2块绝缘胶块(7)，所述绝缘胶块(7)平行设置；所述工作电极和参考电极(5)在垂直空间上同一位置重叠排列。
[0006]所述工作电极包括导电银层(2 )和位于导电银层(2 )上方的碳层(3 )，所述导电银层(2)包括工作区(21)和传导区(22)，所述碳层(3)覆盖导电银层(2)的工作区(21)。
[0007]所述绝缘层(4 )覆盖导电银层(2 )的传导区(22 )。
[0008]所述参考电极(5)与导电银层(2)的传导区(22)重叠。
[0009]本实用新型中由平行相间开的两条绝缘胶层、亲水层和生物敏感层构成反应室，间开区的大小能限定血液样本量的大小。
[0010]上述纵向排列的工作电极和参考电极相互靠近，构成一个有效的反应区域，在跟测试仪相连接后，组成有效血液成分测试系统。
[0011]本实用新型的优势在于:第一，结构上，采用叠印的方式在纵向空间排列电极，跟传统的水平排列电极，节省耗材，测试试纸的制造在一张原始基片上完成所有工序，能做到一次性切割成型。第二，利用虹吸的原理，采用绝缘胶层和亲水层，即能严格控制血液样本摄取量。
[0012]本实用新型提供的试纸相比于传统试纸能大量节省耗材、成本低、精度高，且结构简单，生产工艺简单，方便后期加工，有利于规模化工业生产。
【附图说明】
[0013]图1为本实用新型的结构示意图；
[0014]图2为本实用新型的分解示意图；
[0015]其中:基片1、导电银层2、碳层3、绝缘层4、参考电极5、生物敏感层6、绝缘胶块7、亲水层8、工作区21、传导区22。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
[0017]一种血糖测试试纸，包括基片(I )，所述基片(I)上从下至上依次设置有工作电极、绝缘层(4)、参考电极(5)、生物敏感层(6)、亲水层(8)，基片(I)的一端印有用于与血糖测试仪相连的电路回路输出端，其特征在于:所述生物敏感层(6)、亲水层(8)之间设置有2块绝缘胶块(7)，所述绝缘胶块(7)平行设置；所述工作电极和参考电极(5)在垂直空间上同一位置重叠排列。
[0018]所述工作电极包括导电银层(2 )和位于导电银层(2 )上方的碳层(3 )，所述导电银层(2)包括工作区(21)和传导区(22)，所述碳层(3)覆盖导电银层(2)的工作区(21)。
[0019]所述绝缘层(4 )覆盖导电银层(2 )的传导区(22 )。
[0020]所述参考电极(5 )与导电银层(2 )的传导区(22 )重叠。
[0021]本实用新型中由平行相间开的两条绝缘胶层、亲水层和生物敏感层构成反应室，间开区的大小能限定血液样本量的大小。
[0022]上述的生物敏感层包括介孔碳、明胶、缓冲剂、葡萄糖氧化酶，四者按一定的比例混合。
[0023]上述纵向排列的工作电极和参考电极相互靠近，构成一个有效的反应区域，在跟测试仪相连接后，组成有效血液成分测试系统。
[0024]介孔碳具有良好的导电性和多孔性，能有效吸附酶，且能在酶化反应中心与电极之间进行电子传递；明胶具有成膜性，良好的生物相容性，在附着酶时能高效的保持酶的活性，明胶中含有活性基团，如羧基、氨基、羟基，这些基团的存在使得试纸具有一定的抗干扰性。
[0025]所述缓冲剂为磷酸溶液。
[0026]本实用新型包括一个基片，基片材料是一种韧性好、绝缘度高的聚合材料，如聚氯乙烯、聚酯或聚碳酸酯。工作电极是由印在基片上的导电银层(工作电极传到层)和印在银层上的碳层(工作电极层)构成，采用喷墨印刷技术完成。在工作电极传导层上覆盖一层绝缘涂层，在工作电极传导层的另一端对应于血糖测试仪相连的电回路输出端开设有与输出端大小相适应的开口。在绝缘层上印刷碳层构成参考电极，使上述工作电极和参考电极在基片的纵向空间上重叠排列，二者由绝缘层隔开互不接触。在工作电极层覆盖生物敏感层，包括能催化葡萄糖反应的葡萄糖氧化酶以及一种能在催化反应中心和电极之间进行电子传递的介孔碳和成膜物质明胶。在生物敏感层两边覆盖平行相间开的绝缘胶层，在胶上粘黏一层亲水层，构成反应室，严格控制测试时血压样本的摄取量。
[0027]上述工作电极和参考电极相互靠近，构成一个有效反应区，同时利用虹吸原理控制血液的摄取量，当血液样本与生物敏感层接触时，在葡萄糖氧化酶的作用下催化葡萄糖发生氧化还原反应，反应过程中产生的电子在介孔碳导电介质作用下完成酶反应中心到电极之间的传递，最后通过电回路和电回路输出端传递给血糖测试仪，读出葡萄糖测试结果。
[0028]以下对本实用新型做进一步的说明，具体步骤如下:
[0029]1、在所述基片上，将构成工作电极传导层的导电银溶于溶剂后，按照预设形状和位置喷墨印刷于所述基片上，烘干后得到工作电极传到层；
[0030]2、将构成工作电极层的导电碳材料溶于溶剂后，按照预设形状和位置喷墨印刷于所述步骤I所得的工作电极传导层上，烘干，工作电极制备完成；
[0031]3、将构成绝缘层的材料溶于溶剂后，按照预设形状和位置喷墨印刷于所述步骤I所得的工作电极传导层上，烘干；
[0032]4、将构成参考电极的导电碳材料溶于溶剂后，按照预设形状和位置喷墨印刷于所述步骤3所得的绝缘层上，烘干，参考电极制备完成；
[0033]5、将生物敏感材料按照预设形状和位置喷墨印刷于所述步骤2所得到的工作电极层上，室温烘干，得到所述生物敏感层。生物敏感层的具体步骤如下:
[0034](I)将比活力为彡150u/mg的葡萄糖氧化酶溶于PH7.0的磷酸缓冲液中配制成浓度为10mg/ml的酶溶液，充分溶解后搁置0°C冰箱备用；
[0035](2)将明胶放入55°C蒸馏水中水浴加热，制备明胶溶液，备用；
[0036](3)将介孔碳加入到上述步骤(2)制得的明胶溶液中，超声分散30min ;
[0037](4)将上述步骤(I)制备的酶溶液加入到上述步骤(3)制得的溶液中，充分混合，即制得生物敏感材料；
[0038]6、在生物敏感层两边覆盖平行相间开的绝缘胶层，在胶上粘上亲水层，与上述步骤5制备的生物敏感层构成反应室，间开区的大小将控制血液样本的摄取量。
[0039]本实用新型的优势在于:第一，结构上，采用叠印的方式在纵向空间排列电极，跟传统的水平排列电极，节省耗材，测试试纸的制造在一张原始基片上完成所有工序，能做到一次性切割成型。第二，生物敏感层，是以介孔碳、明胶、缓冲剂、酶制备的复合材料，介孔碳具有良好的导电性和多孔性，不仅能吸附酶的且作为导电介质，能催化酶反应中心和电极之间进行电子的快速传递，明胶具有成膜性，生物相容性较好，能保护酶的活性，且带有羧基、羟基、氨基，具有一定的抗扰性。这些材料来源广，相较于纳米材料成本要低的多。第三，利用虹吸的原理，采用绝缘胶层和亲水层，即能严格控制血液样本摄取量。
【主权项】
1.一种血糖测试试纸，包括基片(I )，所述基片(I)上从下至上依次设置有工作电极、绝缘层(4)、参考电极(5)、生物敏感层(6)、亲水层(8)，基片(I)的一端印有用于与血糖测试仪相连的电路回路输出端，其特征在于:所述生物敏感层(6)、亲水层(8)之间设置有2块绝缘胶块(7)，所述绝缘胶块(7)平行设置；所述工作电极和参考电极(5)在垂直空间上同一位置重叠排列。
2.如权利要求1所述的血糖测试试纸，其特征在于:所述工作电极包括导电银层(2)和位于导电银层(2)上方的碳层(3)，所述导电银层(2)包括工作区(21)和传导区(22)，所述碳层(3)覆盖导电银层(2)的工作区(21)。
3.如权利要求1所述的血糖测试试纸，其特征在于:所述绝缘层(4)覆盖导电银层(2)的传导区(22)。
4.如权利要求1所述的血糖测试试纸，其特征在于:所述参考电极(5)与导电银层(2)的传导区(22)重叠。
【专利摘要】本实用新型提供一种血糖测试试纸，包括基片（1），所述基片（1）上从下至上依次设置有工作电极、绝缘层（4）、参考电极（5）、生物敏感层（6）、亲水层（8），基片（1）的一端印有用于与血糖测试仪相连的电路回路输出端，其特征在于：所述生物敏感层（6）、亲水层（8）之间设置有2块绝缘胶块（7），所述绝缘胶块（7）平行设置；所述工作电极和参考电极（5）在垂直空间上同一位置重叠排列。本实用新型提供的试纸相比于传统试纸能大量节省耗材、成本低、精度高，且结构简单，生产工艺简单，方便后期加工，有利于规模化工业生产。
【IPC分类】G01N27-26
【公开号】CN204613145
【申请号】CN201520297761
【发明人】吴翠娟
【申请人】武汉大学
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年5月8日