一种电化学试纸及制备方法和应用与流程

本发明属于测试，具体涉及一种电化学试纸及制备方法和应用。

背景技术：

1、由于人体内的抗坏血酸与尿酸的浓度相近、且有比较相近的氧化电位，以氧化电流为检测信号的电化学试纸，抗坏血酸可在电极表面直接电氧化或者被氧化型电子介体氧化。除此之外血液中的其他内源性或者外源性的还原性干扰物质也会参与电流信号发生的过程，使得检测背景高，测量结果不准确。对于以还原电流为检测信号的电化学试纸，抗坏血酸可与过氧化氢发生反应，导致测定结果产生负偏差。

2、现有技术中，通常在常规的试纸结构上增加一个抗干扰层，如中国专利cn102507670b，cn208239340u及cn205067415u等使用非水溶性的氧化还原电子介体，与碳粉、树脂、溶剂、助剂混合以丝网印刷的方式印刷在绝缘基底上，表面再滴加一层含抗坏血酸氧化酶的试剂层。因为使用了非水溶性的氧化还原电子介体，所以制作时表面滴加的含有抗坏血酸氧化酶的试剂层，形成了水溶性的抗干扰酶层与非水溶性的反应酶层。因此在测试样品时，样品会首先通过上层的抗坏血酸氧化酶层，将样品中的抗坏血酸消耗。然后再经过底层即工作电极时，反应的信号即为尿酸反应信号。但是，这种方案不仅工艺复杂，试纸条的厚度也增加，使得在量化生产过程中难以控制重复性。而且使用非水溶性的电子介体与碳浆混合，血样中的尿酸到达电极表面与电子介体接触反应过程慢，反应速度慢，导致检测时间长、反应特异性差。另外，使用的氧化电位偏高，消除了抗坏血酸的干扰，但是不能避开其他物质的干扰。

3、现有技术还有通过将干扰酶与待测物酶混合在一起形成混合酶，如专利申请cn101349667a中提到的方法。虽然这种方法可避免上述方法中叠加水溶性及非水溶性两种界面，避免反应速度慢，检测时间长，反应特异性差的问题。但是，这种方法的抗干扰效果非常差，干扰物质与待测物质同时与电子介体反应，并不能明显改善试纸条对抗坏血酸的抗干扰能力。

4、因此，设计开发出操作简便、小型便携、用血量少，适用于指尖血，价格低廉，避免抗坏血酸干扰及血液中的其他干扰物质的干扰，能够准确测定尿酸浓度的试纸条有着重要的意义。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种电化学试纸及制备方法和应用。

2、第一方面，本发明提出了一种电化学试纸，包括绝缘基底层，在绝缘基底层上设置依次连接的进样区、抗干扰区和反应检测区；

3、所述抗干扰区设置有至少两个区域，每个区域上均设有抗干扰试剂，相邻区域的抗干扰试剂是由不同ph值的抗干扰溶液形成；

4、所述进样区和反应检测区分别与抗干扰区的两个不同区域连接。

5、作为本发明的具体实施方式，所述抗干扰区设置碱性抗干扰区域、酸性抗干扰区域和中性抗干扰区域。

6、作为本发明的优选实施方式，所述中性抗干扰区域与反应检测区连接。

7、作为本发明的更优选实施方式，所述碱性抗干扰区域与进样区连接，或者所述酸性抗干扰区域与进样区连接。

8、作为本发明的具体实施方式，所述碱性抗干扰区域上设置的抗干扰试剂由ph值为8.0-11.0的碱性抗干扰溶液形成；所述酸性抗干扰区域上设置的抗干扰试剂由ph值为3.0-6.0的酸性抗干扰溶液形成；所述中性抗干扰区域上设置的抗干扰试剂由ph值为6.0-8.0的中性抗干扰溶液形成。

9、作为本发明的优选实施方式，所述碱性抗干扰区域上设置的抗干扰试剂由ph值为8.5-9.5的碱性抗干扰溶液形成；和/或所述酸性抗干扰区域上设置的抗干扰试剂由ph值为4.5-5.5的酸性抗干扰溶液形成；和/或所述中性抗干扰区域上设置的抗干扰试剂由ph值为6.5-7.5的中性抗干扰溶液形成。

10、作为本发明的更优选实施方式，碱性抗干扰溶液包括碱性缓冲液和第一强氧化剂；和/或，酸性抗干扰溶液包括酸性缓冲液和第二强氧化剂；和/或，中性抗干扰试剂的抗干扰溶液包括中性缓冲液和第三强氧化剂。

11、作为本发明的具体实施方式，所述碱性缓冲液选自磷酸盐缓冲液、硼酸盐缓冲液和tris-hcl缓冲液中的一种，优选为磷酸盐缓冲液；和/或，

12、作为本发明的具体实施方式，所述酸性缓冲液选自柠檬酸缓冲液、醋酸缓冲液、磷酸缓冲液、tris-磷酸盐缓冲液和mes缓冲液中的一种，优选为磷酸盐缓冲液；和/或，

13、作为本发明的具体实施方式，所述中性缓冲液选自琥珀酸缓冲溶液、磷酸缓冲溶液和乙酸缓冲溶液中的一种，优选为磷酸盐缓冲液；和/或，

14、作为本发明的具体实施方式，所述第一强氧化剂、所述第二强氧化剂和所述第三强氧化剂相同或不同，各自独立地选自高碘酸钠、碘酸钾、高锰酸钾、重铬酸钾和氯酸钾中的至少一种，优选为高锰酸钾；和/或，

15、作为本发明的具体实施方式，所述碱性缓冲液与所述第一强氧化剂的质量比为100：(3-8)；和/或，

16、作为本发明的具体实施方式，所述酸性缓冲液与所述第二强氧化剂的质量比为100：(3-8)；和/或，

17、作为本发明的具体实施方式，所述中性缓冲液与所述第三强氧化剂的质量比为100：(3-8)；和/或。

18、作为本发明的具体实施方式，所述碱性抗干扰溶液包含碱性缓冲液、强氧化剂、牛血清蛋白、triton-100和羟乙基纤维素。以尿酸含量测试试纸为例，所述碱性缓冲液、强氧化剂、牛血清蛋白、triton-100和羟乙基纤维素的质量比为100：(3-8)：(1-3)：(0.1-2)：(3-8)；优选为100:5:2:1:5。

19、作为本发明的具体实施方式，所述酸性抗干扰溶液包含酸性缓冲液、强氧化剂、牛血清蛋白、triton-100和羟乙基纤维素。以尿酸含量测试试纸为例，所述酸性缓冲液、强氧化剂、牛血清蛋白、triton-100和羟乙基纤维素的质量比为100：(3-8)：(1-3)：(0.1-2)：(3-8)；优选为100:5:2:1:5。

20、作为本发明的具体实施方式，所述中性抗干扰溶液包括中性缓冲液、强氧化剂、牛血清蛋白、triton-100和羟乙基纤维素。以尿酸含量测试试纸为例，所述中性缓冲液、强氧化剂、牛血清蛋白、triton-100和羟乙基纤维素的质量比为100：(3-8)：(1-3)：(0.1-2)：(3-8)；更优选为100:5:2:1:5。

21、作为本发明的具体实施方式，所述抗干扰区的形状为椭圆形、直线型、波浪形、环形；优选地，形状为环形。

22、作为本发明的具体实施方式，所述碱性缓冲液选自磷酸盐缓冲液、硼酸盐缓冲液和tris-hcl缓冲液中的一种，优选磷酸盐缓冲液。

23、作为本发明的具体实施方式，所述酸性缓冲液选自柠檬酸缓冲液、醋酸缓冲液、磷酸缓冲液、tris-磷酸盐缓冲液和mes缓冲液中的一种，优选磷酸盐缓冲液。

24、作为本发明的具体实施方式，所述中性缓冲液选自琥珀酸缓冲溶液、磷酸缓冲溶液和乙酸缓冲溶液中的一种，优选磷酸缓冲液。

25、作为本发明的具体实施方式，所述碱性缓冲液为浓度为0.1-0.3mol/l的磷酸盐缓冲液，其ph值为8.0-11.0，优选为8.5-9.5。

26、作为本发明的具体实施方式，所述酸性缓冲液为浓度为0.1-0.3mol/l的磷酸缓冲液，其ph值为3.0-6.0，优选为4.5-5.5。

27、作为本发明的具体实施方式，所述中性缓冲液为浓度为0.1-0.3mol/l的磷酸缓冲液，其ph值为6.0-8.0，优选为6.5-7.5。

28、作为本发明的具体实施方式，所述第一强氧化剂、所述第二强氧化剂和所述第三强氧化剂相同或不同，各自独立地选自高碘酸钠、碘酸钾、高锰酸钾、重铬酸钾和氯酸钾中的至少一种，优选为高碘酸钠。

29、作为本发明的具体实施方式，所述反应检测区设有反应试剂，所述反应试剂由反应酶液形成。

30、作为本发明的具体实施方式，所述反应酶液包括中性缓冲液、生物反应酶、电子介体、粘合剂和交联剂；优选地，所述反应酶液还包括表面活性剂和稳定剂；更优选地，所述生物反应酶为尿酸氧化酶。

31、作为本发明的具体实施方式，所述电子介体选自铁氰化钾、苯醌和二茂铁甲酸中的一种，优选铁氯化钾。

32、所述粘合剂选自羟乙基纤维素、羟甲基纤维素和聚乙二醇中的一种，优选羟乙基纤维素。

33、作为本发明的具体实施方式，所述交联剂选自丙二醛或戊二醛。

34、作为本发明的具体实施方式，所述稳定剂选自牛血清蛋白、甘油、明胶、dtt、甘氨酸、庆大霉素、edta、环糊精中的至少一种。

35、作为本发明的具体实施方式，所述表面活性剂选自tritonx-100、吐温80、十二烷基硫酸钠中的至少一种。

36、以尿酸含量测试试纸为例，所述反应酶液包括反应中性缓冲液、生物反应酶、电子介体铁氰化钾，牛血清蛋白，triton-100，羟乙基纤维素，戊二醛；

37、以尿酸含量测试试纸为例，所述反应生物酶为与尿酸反应的一种或者多种生物酶，优选为尿酸氧化酶。

38、作为本发明的具体实施方式，所述反应酶液中，所述中性缓冲液可以选择上文中描述的中性缓冲液，例如，可以为磷酸缓冲液。

39、作为本发明的具体实施方式，所述反应酶液中，所述中性缓冲液、生物反应酶、电子介体铁氰化钾，牛血清蛋白，triton-100，羟乙基纤维素，戊二醛的质量比为100：(3-8)：(3-8)：(1-3)：(0.1-2)：(3-8)：(1-3)。

40、作为本发明的具体实施方式，所述试纸反应检测区分为反应区与电极区，所述反应区与电极区连通；所述的电极区包括工作电极、参比电极、检测电极和接通电极，所述电极区的电极为碳油墨中加入多壁碳纳米管和碳黑，所述多壁碳纳米管的加入量为碳油墨的0.2-5％，所述碳黑加入量为碳油墨的0.2-20％。

41、根据本发明，在碳油墨中添加多壁碳纳米管及碳黑，既解决了多壁碳纳米管的分散性差的问题，又提高了碳黑的导电性。采用电化学成膜的方法，不仅使膜的厚度均一可控，且提高传感器的稳定性。所得修饰电极用于在抗坏血酸存在的情况下对尿酸的电化学检测。这种方法简单、快速。并且此修饰电极用于检测尿酸表现出很好的电催化氧化活性。

42、本发明中，电极区可以由本领域中任何已知的方法形成，本发明对此没有特殊限制。

43、作为本发明的具体实施方式，所述试纸还包括覆盖层，所述覆盖层为覆盖膜层；所述覆盖膜层优选为复合膜层；更优选地，复合膜层包括亲水膜层和非亲水膜层；进一步优选地，覆盖反应区为亲水膜层，覆盖抗干扰区为非亲水膜层。

44、本发明对亲水膜层、非亲水膜层的材质没有特殊要求，可以采用本领域中任意已知的亲水膜层材料、非亲水膜层材料。

45、作为本发明的具体实施方式，所述试纸还包括基底层，所述基底层为绝缘材料，优选为聚酰胺。

46、第二方面，本发明提供了第一方面所述的电化学试纸在制备检测尿酸试剂盒的应用。

47、其中，所述尿酸为血液，质控液，尿液，唾液等样本中的尿酸。

48、第三方面，本发明提供了一种抗坏血酸干扰的尿酸检测系统，包括第一方面所述的试纸。

49、第四方面，本发明提供了所述电化学试纸的制备方法，包括以下步骤：

50、s1：在绝缘基底层上一次布置抗干扰区、反应检测区；

51、s2：在反应检测区对应位置上涂覆反应酶液、在抗干扰区对应位置上涂覆抗干扰液；烘干后先后粘贴绝缘层和覆盖层；得到抗干扰电化学尿酸试纸

52、作为本发明的优选实施方式，所述在抗干扰区对应位置上涂覆抗干扰液具体为从进样口到反应区依次涂覆碱性抗干扰液、酸性抗干扰液、中性抗干扰液；或依次涂覆酸性抗干扰液、碱性抗干扰液、中性抗干扰液；

53、作为本发明的具体实施方式，烘干条件为：烘干温度为50-70℃，干燥时间为3-25min；

54、作为本发明的优选实施方式，烘干条件为：烘干温度为60℃，干燥时间为5-20min。

55、本发明中的上述原料均可自制，也可商购获得，本发明对此不作特别限定。

56、第五方面，本发明提供了所述电化学试纸的检测方法，包括以下步骤：

57、s1：待测样品经进样区进入抗干扰区，使样品中的干扰物质与抗干扰区的三段抗干扰液反应，消除干扰物质；

58、s2：消除完干扰物质的待测样品进入反应区，与反应酶液反应，同时通过电极施加电压；

59、s3：与反应酶液反应产生电流值，换算得到相应的尿酸值。

60、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

61、1、本发明的电化学试纸，其中抗干扰区设置有至少两个区域，相邻区域的抗干扰试剂由具有不同ph值的抗干扰溶液形成，特别地，抗干扰区分为三段区域，包括碱性抗干扰区、酸性抗干扰区和中性抗干扰区。碱性抗干扰区、酸性抗干扰区与抗坏血酸充分反应，消除干扰，其位置可进行互换，中性抗干扰区应设置在最末，使血液进入尿酸反应区前为中性环境，提高检测的重复性。

62、2、本发明的电化学试纸，其中电极为在碳油墨中添加多壁碳纳米管及碳黑，既解决了多壁碳纳米管的分散性差的问题，又提高了碳黑的导电性。