CN108398472A - 一种具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电化学方法检测技术领域，提供了一种具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极，包括电极基板，电极基板上设有检测电极组件，检测电极组件包括至少两条并列设置并沿电极基板的长度方向延伸的电极层，部分或全部电极层的中部上面覆设有反应酶层，反应酶层的外侧设有侧向层析层，侧向层析层向内延伸至反应酶层的上方，电极层的中段覆盖有绝缘层，绝缘层亦覆盖侧向层析层上对应电极层的部分，位于同一端的所有电极层引脚的插接端共同组成一个电极端口。本发明制作的一种具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极响应时间短、抗干扰能力强、可以同时进行两组参数的对比检测，有效的减少丝网印刷的成本，降低印刷复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及电化学技术领域，具体是涉及一种具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极。
背景技术
临床诊断应用中能够快速、灵敏地检测小生物分子是至关重要的。其中，血糖、葡萄糖和尿酸的检测十分重要。血糖值直接反映实际糖代谢紊乱的程度，血糖控制是指全天血糖的总体控制；葡萄糖是生命活动中不可缺少的物质，它在人体内能直接参与新陈代谢过程；尿酸(UA)存在于血液和尿液中，较高或较低的尿酸水平可能导致疾病。因而针对这三种分子的快速检测技术引起了广泛的关注。电化学分析法被认为是一种检测血糖、葡萄糖、尿酸的潜在方法，因为在电极表面这些分子呈现出电活性，易被氧化还原。
目前主要有酶偶联测定法和高效液相色谱法，但这两种方法中高效液相色谱法的检测较为繁琐，成本较高，现有的酶偶联测定法较少，多采用单一的电化学电极测试，此种电化学电极局限性比较大，检测对象单一，成本较高且抗干扰能力较差。
在人体的生物样品中，共存高浓度的多种物质具有与其极其相近的电化学性质，在测定的过程中必然引起相应的干扰。所以开发出成本低、制作工艺简单、高灵敏度，高选择性的测定血糖、葡萄糖、尿酸的电化学传感器成为人们亟待解决的问题。。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术存在的不足，提供一种可以同时进行两组参数的对比检测，有效的减少丝网印刷的成本，降低印刷复杂度的具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极，包括绝缘的电极基板，所述电极基板上设有检测电极组件，所述检测电极组件包括至少两条并列设置并沿所述电极基板的长度方向延伸的电极层，部分或全部所述电极层的中部上面覆设有反应酶层，所述反应酶层的外侧设有侧向层析层，所述电极层的中段覆盖有绝缘层，所述绝缘层亦覆盖所述侧向层析层上对应所述电极层的部分，位于同一端的所有所述电极层引脚的插接端共同组成一个电极端口。
优选的，覆设有所述反应酶层的所述电极层的数量为两条以上，所有所述电极层上的所述反应酶层的成分不全相同。
优选的，覆设有所述反应酶层的所述电极层的数量为两条以上，所有所述电极层上的所述反应酶层的成分均相同。
优选的，所述反应酶层为葡萄糖氧化酶、己糖激酶和尿酸氧化酶中的两种或三种。
优选的，所述反应酶层为葡萄糖氧化酶或己糖激酶或尿酸氧化酶中的一种。
优选的，所述侧向层析层为可形成虹吸通道的亲水性材质。
优选的，所述亲水性材质为水不溶性多糖聚合物、亲水性层析树脂和大孔聚丙烯酸酯中的一种。
优选的，所述电极层为导电碳浆和导电银浆中的一种或两者的混合物。
优选的，所述绝缘层为绝缘油墨。
优选的，所述电极基板的正反两面均设有所述检测电极组件。
优选的，所述电极基板的中部设有吸水纸板，所述吸水纸板以由亲水性的植物纤维制成，并贯穿所述电极基板的正反两面。
由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明提供的具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极的侧向层析层可以将检测原液层析导流至反应酶层处，以取得更精确的检测结果，电极基板上设有的电极层用于导电，其设置的两个电极端口可以针对同一待测成分进行快速检测得到两组检测结果，便于对比分析检测数据，进一步提高检测结果的准确性。
反应酶层可以与检测原液中的待测成分发生化学反应，产生感应电流，经过检测该电流并进行分析，即可得到待测成分的浓度，方便快捷响应时间短，当反应酶层为葡萄糖氧化酶时，可检测葡萄糖的浓度；当反应酶层为己糖激酶时，可检测血糖(包括葡萄糖、甘露糖、氨基葡萄糖和果糖)的浓度；当反应酶层为尿酸氧化酶时，可检测尿酸的浓度。
当电极层上的反应酶层成分不同时，该具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极则可以对检测原液中不同的待测成分同时进行检测，增加其检测多样性，提高检测效率。
侧向层析层用于接受检测原液并将其层析导流至反应酶层，使用水不溶性多糖聚合物、亲水性层析树脂和大孔聚丙烯酸酯中的一种亲水性材质制成的侧向层析层，则可形成虹吸通道，取得更好的层析导流效果；
使用导电碳浆和导电银浆中的一种或两者的混合物制成的电极层，则使得电极层具有优良的导电性。
在电极基板的正反两面均设置检测电极组件，可以实现电极基板的双面使用，增加该具备抗干扰功能的双端口丝网印刷电极的使用次数，减少电极基板耗材的浪费，同时提高了检测效率，降低了印刷成本。
本发明提供的具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极响应时间短、抗干扰能力强、可以同时进行两组参数的对比检测，有效的减少丝网印刷的成本，降低印刷复杂度。
附图说明
图1是本发明实施例的具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极的结构俯视示意图；
图2是图1所示具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极的A-A剖视示意图；
图3是图1所示具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极的B-B剖视示意图；
图中：1-电极基板，21-第一电极端口，22-第二电极端口，3-侧向层析层，4-绝缘层，51-第一电极，52-第二电极，6-反应酶层，7-吸水纸板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1-图3共同示出了本发明提供的具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极的结构示意图，为了便于说明，本图仅提供与本发明有关的结构部分。
具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极，包括绝缘的电极基板1，电极基板1用于承载电极其它结构层；电极基板1上设有检测电极组件，检测电极组件包括至少两条并列设置并沿电极基板1的长度方向延伸的电极层，电极层起到导电的作用，为了便于理解，以两电极层为例，两个电极层分别为第一电极51和第二电极52；两个电极层的中部上面均覆设有反应酶层6，反应酶层6用于与检测原液中的待测成分发生化学反应，产生感应电流，检测该电流并进行分析即可得到待测成分的浓度，方便快捷且响应时间短；
当第一电极51和第二电极52上的反应酶层6的成分不同时，该具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极则可以对检测原液中不同的待测成分同时进行检测，增加其检测多样性，提高检测效率；
反应酶层6的外侧设有侧向层析层3，侧向层析层3用于接受检测原液，并将检测原液层析导流至反应酶层6内供其发生化学反应，产生响应电流；在该实施例中，选用水不溶性多糖聚合物、亲水性层析树脂和大孔聚丙烯酸酯中的一种亲水性材质制成的侧向层析层3，则可形成虹吸通道，取得更好的层析导流效果。
电极层的中段覆盖有绝缘层4，而且绝缘层4亦覆盖侧向层析层3上对应电极层的部分，则可有效避免检测原液被误滴或者未经侧向层析层3和反应酶层6浸入第一电极51和第二电极52，影响检测结果的精确性，位于同一端的所有电极层引脚的插接端共同组成一个电极端口，合计两个电极端口即第一电极端口21和第二电极端口22，可以针对同一待测成分进行快速检测得到两组检测结果，便于对比分析检测数据，进一步提高检测结果的准确性。
使用导电碳浆和导电银浆中的一种或两者的混合物制成的电极层，则使得电极层具有优良的导电性。
在电极基板1的正反两面均设置上述检测电极组件，可以实现电极基板1的双面使用，增加该具备抗干扰功能的双端口丝网印刷电极的使用次数，减少电极基板1耗材的浪费，同时提高了检测效率，降低了印刷成本。
电极基板1的中部设有吸水纸板7，吸水纸板7由亲水性的植物纤维制成，并贯穿所述电极基板1的正反两面位于绝缘层4内侧，吸水纸板7能够有效的吸附检测原液，并在侧向层析层3的虹吸作用下，实现正反两面的反应酶层6与检测原液之间的反应，从而实现抗干扰双端口丝网印刷电极的正反两面检测，不用反复滴加检测原液，操作更加方便快捷。
以下实施例是以两电极层的具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极为例，针对各电极层上的使用的反应酶的不同情况的具体说明：
实施例1
当第一电极51和第二电极52上的反应酶层6的成分相同，反应酶层6为葡萄糖氧化酶时，其工作原理如下：
(1)取检测原液一滴，滴入侧向层析层3，检测原液经侧向层析层3的层析导流后进入反应酶层6，与葡萄糖氧化酶接触发生化学反应；
(2)通过电化学工作站检测第一电极端口21得到响应电流I1；
(3)通过电化学工作站检测第二电极端口22得到响应电流I2；
(4)通过对两个响应电流做差分得到响应电流差I＝|I1-I2|。
响应电流I1和I2为同一检测原液内葡萄糖与葡萄糖氧化酶所反应产生的电流，经过分析计算可得出两组检测数据，响应电流差I代表检测原液中葡萄糖浓度的检测结果的准确性，I值越小，准确度越高，I值较小，即本次检测结果较为准确。
同理，当第一电极51和第二电极52上的反应酶层6的成分相同，反应酶层6为己糖激酶或尿酸氧化酶时，可对应检测计算出检测原液中血糖(包括葡萄糖、甘露糖、氨基葡萄糖和果糖)或尿酸的浓度及检测结果的对比准确度。
实施例2
当第一电极51和第二电极52上的反应酶层6的成分均不相同，第一电极51的反应酶层6为葡萄糖氧化酶，第二电极52上的反应酶层6为尿酸氧化酶时，其工作原理如下：
(1)取检测原液一滴，滴入侧向层析层3，检测原液经侧向层析层3的层析导流后进入反应酶层6，与葡萄糖氧化酶接触发生化学反应；
(2)通过电化学工作站检测第一电极端口21(由第一电极51的引脚的外接端施加电压)得到响应电流I1；
(3)通过电化学工作站检测第二电极端口22(由第二电极52的引脚的外接端施加电压)得到响应电流I2；
电流I1为检测原液中葡萄糖的响应电流，电流I2为检测原液中尿酸的响应电流，通过分析计算可分别得出检测原液中葡萄糖和尿酸的浓度。
如此，可实现该具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极对检测原液中的葡萄糖和尿酸浓度的同时检测，有效地提高了检测效率，降低检测成本。
同理，当第一电极51和第二电极52上的反应酶层6的成分别为两种不同的其他反应酶时，其亦能同时检测出两种不同待测成分的浓度。
本发明提供的具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极响应时间短、抗干扰能力强、可以同时进行两组参数的对比检测，有效的减少丝网印刷的成本，降低印刷复杂度。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极，包括绝缘的电极基板，其特征在于:所述电极基板上设有检测电极组件，所述检测电极组件包括至少两条并列设置并沿所述电极基板的长度方向延伸的电极层，部分或全部所述电极层的中部上面覆设有反应酶层，所述反应酶层的外侧设有侧向层析层，所述电极层的中段覆盖有绝缘层，所述绝缘层亦覆盖所述侧向层析层上对应所述电极层的部分，位于同一端的所有所述电极层引脚的插接端共同组成一个电极端口。
2.如权利要求1所述具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极，其特征在于：覆设有所述反应酶层的所述电极层的数量为两条以上，所有所述电极层上的所述反应酶层的成分不全相同。
3.如权利要求1所述抗干扰可双参数检测的双端口丝网印刷电极，其特征在于：覆设有所述反应酶层的所述电极层的数量为两条以上，所有所述电极层上的所述反应酶层的成分均相同。
4.如权利要求2所述具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极，其特征在于：所述反应酶层为葡萄糖氧化酶、己糖激酶和尿酸氧化酶中的两种或三种。
5.如权利要求3所述具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极，其特征在于：所述反应酶层为葡萄糖氧化酶或己糖激酶或尿酸氧化酶中的一种。
6.如权利要求1所述的具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极，其特征在于：所述侧向层析层为可形成虹吸通道的亲水性材质，所述亲水性材质为水不溶性多糖聚合物、亲水性层析树脂和大孔聚丙烯酸酯中的一种。
7.如权利要求1所述具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极，其特征在于：所述电极层为导电碳浆和导电银浆中的一种或两者的混合物。
8.如权利要求1所述具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极，其特征在于：所述绝缘层为绝缘油墨。
9.如权利要求1至8任一项所述的具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极，其特征在于：所述电极基板的正反两面均设有所述检测电极组件。
10.如权利要求9所述具备双参数检测功能的双端口丝网印刷电极，其特征在于：所述电极基板的中部设有吸水纸板，所述吸水纸板由亲水性的植物纤维制成，并贯穿所述电极基板的正反两面。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109358101A (zh) * | 2018-08-31 | 2019-02-19 | 浙江大学山东工业技术研究院 | 一种多参数检测的电化学传感器电极试片 |
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2018
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