[19]
中华人民共和国国家知识产权局
[12]发明专利申请公布说明书
[11]公开号CN 101303357A
[43]公开日2008年11月12日
[21]申请号200710040499.9[22]申请日2007.05.10
[21]申请号200710040499.9
[71]申请人胡军
地址201101上海市漕宝路1508弄44号302室
[72]发明人胡军 [51]Int.CI.G01N 33/66 (2006.01)G01N 33/52 (2006.01)C12Q 1/26 (2006.01)
G01N 27/327 (2006.01)
权利要求书 2 页 说明书 5 页 附图 1 页
[54]发明名称
[57]摘要
血糖测试仪配套试纸及其制作方法属于生物传
极以及电回路，基片一端印有同读出仪表相连的导
线，工作电极和参考电极是一次性印在基片上的碳
涂层，工作电极和参考电极上印刷有生物酶以及介
质和黏合剂。方法采用生物传感及电化学原理，通
过丝网印刷制作上述试纸，丝网印刷不局限于印制
导电线路，还将比较敏感的生物元件直接印刷在电
极支持物上，丝印面积完全由丝印机控制。试纸封
装采用限制反应空间的虹吸式封装。本发明试纸一
旦接触人体血液后，血液被限量吸入反应槽，可在
相应的配套测试仪器上方便直观的精确测得结果。
血糖试纸制作方法简单，精度高，成本低，方便后
期加工和封装，有利于规模化生产。
200710040499.9权 利 要 求 书第1/2页 1、一种快速血糖测试试纸，主要包括：一个基片(1)，基片(1)上印有一个工作电极(2)，基片(1)上印有一个参考电极(3)，基片(1)上印有电回路，在基片(1)的一端印有同读出仪表相连的导线(4)，其特征在于，工作电极(2)和参考电极(3)是一次性印在基片(1)上形成的导电碳涂层，工作电极(2)和参考电极(3)的反应区上印有催化血液葡萄糖反应的生物酶以及能在酶催化反应中心和电极之间进行电子传递的介质和粘合剂涂层(6)，如此构成一个电路回路，反应时根据血液中葡萄糖浓度的高低，产生相应大小的电流信号，并被测试仪检测读出。 2、根据权利要求1所述的快速血糖测试试纸，其特征是，被测试的物质是葡萄糖，使用的酶是葡萄糖氧化酶，葡萄糖脱氢酶、葡萄糖激酶。
3、根据权利要求1所述的快速血糖测试试纸，其特征是，工作电极(2)和参考电极(3)是一种丝网印刷在支持物上的单层碳导电薄膜，在导电薄膜上丝印包含催化生化反应的酶和能在酶催化反应同电极之间进行电子传递的介质(6)。
4、根据权利要求1所述的快速血糖测试试纸，其特征是，工作电极(2)与参比电极(3)靠近，两个电极构成一个有效反应区域，在同测试仪连接后，组成有效血液成分测试系统。
5、根据权利要求1所述的快速血糖测试试纸，其特征是，基片(1)的材料是一种韧性好、绝缘度高的聚合材料，如：聚氯乙烯，聚酯或聚碳酸酯。
6、一种快速血糖测试试纸的制作方法，其特征在于：采用生物传感及电化学原理，通过丝网印刷的方法制作上述试纸，丝网印刷不仅局限于印制导电线路，还将生物酶元件直接印刷在电极支持物上，丝印面积完全由丝印机控制。
7、根据权利要求6所述的快速血糖测试试纸的制作方法，其特征是，具体步骤如下：
(1)丝印导电碳墨，经搅拌混匀备用；
(2)将300目数的金属或尼龙聚酯材料丝网固定在方型轻质金属框加上，在暗室内涂上柯达感光胶，干燥备用；
(3)将计算机绘制的工作电极和参考电极负片置于感光胶上，于20-40瓦紫
200710040499.9权 利 要 求 书 第2/2页
外灯下暴光15-30分钟，用高压水冲洗去被电极负片覆盖的未硬化感光胶，干燥后形成丝印模板；
(4)将带有工作电极和参考电极图形的丝印模板安装于自动丝印机上备用；
(5)将活性为250国际单位的葡萄糖氧化酶或活性为350国际单位的葡萄糖脱氢酶或活性为120国际单位的
葡萄糖激酶，配入50-120毫摩尔每升的磷酸缓冲液中，同时添加苯醌或铁每升12-20克，粘合剂20-30克，充分混匀后搁置4℃冰箱备用。
8、根据权利要求6或7所述的快速血糖测试试纸的制作方法，其特征是，工作电极先采用丝网印刷技术将导电碳材料印在基片上；然后印刷酶和电子传递体，如苯醌或铁，粘合剂。
9、根据权利要求6和7所述的快速血糖测试试纸的制作方法，其特征是，用于丝网印刷的自配油墨中包括：粘合剂涂料、导电物和酶。
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快速血糖测试试纸的制作法
技术领域
本发明涉及的是一种快速血糖测试试纸的制作方法，特别是一种与血糖测试仪配套的试纸制作方法，属于生物传感技术领域。
背景技术
据统计我国糖尿病病人已超过4500万，每年还以3000病患者的发展速度增加。目前控制糖尿病发展的有效手段之一，是每天实施血糖测试，从而严格控制病人饮食和用药，维持病人血糖指数的稳定。国内市场上出现的一些血糖仪其配套试纸采用复杂的工艺技术生产，这种制作工艺在基础电极丝网印制完成后，还需要实施生物酶材料的点样加工，产量低，生产成本和废品率高，只能实施小规模生产，难以实行工业化连续生产。经文献检索发现，美国专利公开号：2004/0146958，专利名称为：Glucose strip sensor and glucose measurement using the glucose strip sensor(利用葡萄糖试条传感器测定葡萄糖)，该专利中介绍了一种三电极系统葡萄糖试条传感器的制作方法。测试系统中包含有一个工作电极、一个参考电极还有一个校验电极，其目的是使系统更精确地测定样品葡萄糖。系统还介绍了采用控制反应区空间使反应腔内的反应混合物体积得到严格控制从而提高测定的准确度等方法。中国专利号：ZL03116172.3，介绍了一种二电极系统的葡萄糖测试试条的制作方式。其导电涂层采用导电银和碳的双层印刷法，导电基电极印制完成后，需采用喷涂设备将生物酶涂布在基电极表面，完成血糖试纸的制作。这些方法都采用多层导电涂层的丝印技术，还需要用到生物元件点样设备将生物酶溶液涂布到电极的表面，致使制作工艺复杂化，而且还要用到导电银油墨，材料价格贵不利于产品的工业化规模生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种血糖试纸及其简化丝网印刷的制作方法，试纸的基电极丝印一次印刷完成，试纸的生化反应酶试剂也采用丝印方法印刷，简化了制作工艺，减少了生产设
备投入，提高了丝印设备的利用率。制作方法简单易控制，更适应于规模化工业生产。制成的血糖快速试纸采用虹吸法封装，一旦接触人体血液后，可在相应的血糖测试仪器上方便直观的读
200710040499.9说 明 书 第2/5页出测试结果。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明血糖快速测试试纸包括：一个基片，如P P合成纸片；纸片上一次性同时印刷一个工作电极；一个参考电极；两个电极同血糖测试仪器的采样电路构成血糖测试回路。工作电极和参考电极全部由导电碳涂层构成，工作电极上再印上一层含有催化血液葡萄糖反应的生物酶，如葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶或葡萄糖激酶，以及一种能在酶催化反应中心和电极之间进行电子传递的水溶性导电介质如铁或苯醌；粘合剂如羧甲基纤维素，羟乙基纤维素、海藻酸钠或食用明胶，如此构成一个试纸电回路。反应时根据血液中葡萄糖浓度的高低，产生相应大小的氧化还原电流信号，该信号迅速被测试仪检测读出。本试纸简化了基电极的多层导电涂层的印刷工艺，省略了生物元件点样设备，工艺更加简单。被测试的物质是血液葡萄糖，使用的酶可以是葡萄糖氧化酶、葡萄糖脱氢酶或葡萄糖激酶。
工作电极是一种丝网印刷在支持物上的单一碳涂层导电薄膜，在导电薄膜上再印刷一层包含催化生化反应的酶和能在酶催化反应同电极之间进行电子传递的导电介质和粘合剂。这种工作电极能传递酶催化反应后产生的氧化电流。工作电极与参比电极靠近，两个电极构成一个有效反应区域，在同测试仪连接后，组成有效的血糖测试系统。
本发明采用生物传感及电化学原理，通过纯丝网印刷工艺技术制作上述试纸，丝网印刷不仅仅印制导电线路，还将比较敏感的生物元件如酶、导电介质和粘合剂等通过丝印方法印在电极表面上。
以下对本发明方法作进一步的说明，具体步骤如下：
(1)丝印导电碳墨，用低速搅拌机混匀备用；
(2)将300目数的尼龙聚酯材料丝网固定在方型铝质金属框加上，在暗室内涂上感光胶，干燥备用；
(3)将计算机绘制的工作电极和参考电极菲林片置于感光胶上，于紫外灯下暴光后用高压水冲洗去被电极负片覆盖的未硬化感光胶，干燥后形成丝印模板；
(4)将带有工作电极和参考电极图形的丝印模板安装于自动丝印机上备用；
(5)将活性为250国际单位的葡萄糖氧化酶或活性为350国际单位的葡萄糖脱氢酶或活性为120国际单位的葡萄糖激酶，配入90毫摩尔每升的磷酸缓冲液中，同时添加苯醌或铁以及粘合剂每升20-30克，充分混匀后搁置4℃冰箱备
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