CN111239228A - 一种电化学生物传感器及测量血液阻抗相角的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电化学生物传感器，包括基底层，基底层的上端设有电极输出端，基底层的下端设有反应电极、辅助电极，反应电极、辅助电极与电极输出端之间连接有导电线路，基底层下端的反应通道上设有亲水薄膜层，亲水薄膜层的前端设置有待测液入口；反应通道后端亲水薄膜层上分别设有气孔，反应电极与辅助电极上设有试剂层。本发明还公开一种电化学生物传感器测量血液阻抗相角的方法。
Description
技术领域
本发明内容属于电化学检测分析、生物传感器技术的领域，涉及一种测定全血样本阻抗相位角的电化学生物传感器及测量血液阻抗相角的方法。
背景技术
生物传感器已经广泛应用在医药检测、环境分析及食品检测等领域，电化学生物传感器是通过一定的方式与待测分析物发生化学反应，并将反应信号转化成可分析测量的电信号，从而对待测物进行定性或定量分析的一种技术。该类传感器具有操作简单、样本量少，准确度高、制作成本低以及能用于实时检测等特点，但目前电化学生物传感器在测试血样中分析物浓度时很容易受到血液红细胞压积的影响，从而对测试分析物浓度结果造成干扰。现有的红细胞压积测试方法多是利用血液流速法、电导法或阻抗法，并对分析物浓度进行校正。这些方法受传感器印刷电极稳定性、亲水层薄膜材料性质的影响较大，所以发展新的检测方法,提高检测手段的灵敏度、准确性，是急需解决的主要问题。
发明内容
为消除血液内红细胞压积对血液特定成分浓度测量的影响，提高检测的准确度。本发明提供一种电化学生物传感器及测量血液阻抗相角的方法，可通过本发明的生物传感器测定的血样参数，对测定的全血样本分析物浓度进行校正。
本发明的技术方案为：一种电化学生物传感器，包括基底层，基底层的上端设有电极输出端，基底层的下端设有反应电极、辅助电极，反应电极、辅助电极与电极输出端之间连接有导电线路，基底层下端的反应通道上设有亲水薄膜层，亲水薄膜层的下端设置有待测液入口；亲水薄膜层上端设有气孔，反应电极与辅助电极上设有试剂层。
进一步的，试剂层中缓冲溶液使pH值维持在6至8的范围。
进一步的，试剂层包括表面活性剂、电子媒介体、酶、稳定剂。
优选的，电子媒介体包括铁氰化钾、三氯六铵合钌、四硫富瓦烯、二茂铁中的一种。
优选的，表面活性剂包括皂素、十二烷基硫酸、十六烷基三甲基溴化铵、曲拉通中的一种或者多种的组合。
进一步的，反应电极、辅助电极采用：金电极、碳电极、银电极中的一种或多种的组合。
本发明还公开一种利用上述的电化学生物传感器测量血液阻抗相角的方法，试剂层包括表面活性剂、电子媒介体、酶、稳定剂；施加在反应电极与辅助电极介于0.2-1.0V的恒电位条件下进行反应；施加在反应电极与辅助电极交流电压信号的交流阻抗幅值为0.1-0.4V，频率为100-20000Hz；试剂层中缓冲溶液用于使pH值维持在6至8的范围。
本方法进一步的，试剂层中缓冲溶液使pH值维持在6至8的范围。
本方法优选的，电子媒介体包括铁氰化钾、钌、四硫富瓦烯、二茂铁中的一种。
本方法优选的，表面活性剂包括皂素、十二烷基硫酸、十六烷基三甲基溴化铵、曲拉通中的一种或者多种的组合。
相对现有技术，本发明具有如下技术方案特色：
(1)本发明提供了一种全新的电化学测试方法，该方法使用血液量少、测试时间短、干扰因素少、操作便捷。
(2)本发明电化学测试条结构简单，易于规模化生产，具有很好地工业应用前景。
附图说明
图1为本发明实施例的测量血液阻抗相角的电化学生物传感器的结构示意图。
具体实施方式
为了本相关领域的技术人员能够理解本发明方案，结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行完整明确地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
图1为本实施例的测量血液阻抗相角的电化学生物传感器的结构示意图，图中包括基底层12，基底层12上的导电层，以及导电层上方的设置的绝缘层11。导电层一端包括5个电极输出端1～5，导电层另一端依次设有第一辅助电极9、工作电极8、反应电极7、第二辅助电极10，反应电极7、第一辅助电极9、工作电极8、第二辅助电极10与电极输出端1～5之间连接有导电线路6，基底层下端的反应通道上设有亲水薄膜层14，亲水薄膜层14的下端设置有待测液入口15；亲水薄膜层14上端设有气孔16，反应电极7与第二辅助电极10上设有试剂层13。
试剂层13中缓冲溶液使pH值维持在6至8的范围。
试剂层13包括表面活性剂、电子媒介体、酶、稳定剂。电子媒介体包括铁氰化钾、三氯六铵合钌、四硫富瓦烯、二茂铁中的一种。表面活性剂包括皂素、十二烷基硫酸、十六烷基三甲基溴化铵、曲拉通中的一种或者多种的组合。反应电极、辅助电极采用银电极中。
本实施例的电化学生物传感器测量血液阻抗相角的方法，测量条件为：施加在反应电极7与第二辅助电极10介于0.2-1.0V的恒电位条件下进行反应；施加在反应电极8与第二辅助电极9交流电压信号的交流阻抗幅值为0.1-0.4V，频率为100-20000Hz。
通过测定全血样本阻抗相位角进行电化学分析方法包括以下步骤：测量血液样本阻抗相角，并建立阻抗相角与红细胞压积值相关曲线，最后利用相关曲线对血液分析物浓度校正。分析物主要为全血中葡萄糖、总胆固醇、肌酐、血酮、尿酸等。
上述实施例只为说明本发明的技术方案和特征，其目的在于让熟悉此项技术的专业人员能够了解到本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡基于本发明的原理对本发明所做出的各种改动或修改同样落入本发明权利要求书所限定。
Claims (10)
1.一种电化学生物传感器，其特征在于：包括基底层，基底层的上端设有电极输出端，基底层的下端设有反应电极、辅助电极，反应电极、辅助电极与电极输出端之间连接有导电线路，基底层下端的反应通道上设有亲水薄膜层，亲水薄膜层的下端设置有待测液入口；亲水薄膜层上端设有气孔，反应电极与辅助电极上设有试剂层。
2.根据权利要求1所述的电化学生物传感器，其特征在于：
试剂层中缓冲溶液使pH值维持在6至8的范围。
3.根据权利要求1所述的电化学生物传感器，其特征在于：
试剂层包括表面活性剂、电子媒介体、酶、稳定剂。
4.根据权利要求3所述的电化学生物传感器，其特征在于：
电子媒介体包括铁氰化钾、三氯六铵合钌、四硫富瓦烯、二茂铁中的一种。
5.根据权利要求3所述的电化学生物传感器，其特征在于：
表面活性剂包括皂素、十二烷基硫酸、十六烷基三甲基溴化铵、曲拉通中的一种或者多种的组合。
6.根据权利要求1所述的电化学生物传感器，其特征在于：
反应电极、辅助电极采用：金电极、碳电极、银电极中的一种或多种的组合。
7.一种利用权利要求1所述的电化学生物传感器测量血液阻抗相角的方法，其特征在于：试剂层包括表面活性剂、电子媒介体、酶、稳定剂；施加在反应电极与辅助电极介于0.2-1.0V的恒电位条件下进行反应；施加在反应电极与辅助电极交流电压信号的交流阻抗幅值为0.1-0.4V，频率为100-20000Hz；试剂层中缓冲溶液用于使pH值维持在6至8的范围。
8.根据权利要求7所述的测量血液阻抗相角的方法，其特征在于：
试剂层中缓冲溶液使pH值维持在6至8的范围。
9.根据权利要求7所述的测量血液阻抗相角的方法，其特征在于：
电子媒介体包括铁氰化钾、三氯六铵合钌、四硫富瓦烯、二茂铁中的一种。
10.根据权利要求7所述的测量血液阻抗相角的方法，其特征在于：
表面活性剂包括皂素、十二烷基硫酸、十六烷基三甲基溴化铵、曲拉通中的一种或者多种的组合。
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