非酶一次性檢測電極條,其生產方法及其應用的製作方法
2023-06-03 17:57:26
專利名稱：非酶一次性檢測電極條,其生產方法及其應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於檢測生物分子的一次性電極條，具體為用於檢測尿酸和血紅蛋白的電極條。
生物分子的檢測可以用兩類電極進行酶電極和非酶電極。在臨床生物化學分析上，生物分子通過其的減少或酶的方法來檢測。酶電極由於嚴格的保護條件，複雜的製造方法及控制條件引起造價昂貴而不能被大量生產。酶電極不是一次性的且不適於家用。相反，非酶電極可以由一次性材料所製成，並容易生產、保存和使用；因此，它們對於檢測生物分子如尿酸和血紅蛋白而言是有益的生物分析儀。
到目前為止，還沒有可有效檢測尿酸和血紅蛋白的電極條出現。Ai-min Yu，Hai-li Zhang和Hong-yuan Chen(Analyst，1997；122839~841)中描述到在聚甘氨酸化學修飾的電極上尿酸的電流行為改進和其痕量測定。該電極僅能檢測0.1M磷酸鹽緩衝液中的尿酸樣品，而無法測定全血樣品。這樣的電極有如下缺陷1)線性區域超出了普通的診斷區域；2)不適合檢測血液樣品；3)電極的製造過程複雜且耗時不適合大量生產；4)成本高，不利於製成一次性的用品。
Jyh-Myng Zen and Jen-Sen Tang(Anal.Chem.1995；671892~1895)用Ru2-xPbxO7-x(氧化鉛釕)修飾玻璃碳電極並且通過Osteryoung方波電流器檢測尿素。電極在pH為1的酸性尿酸溶液中的檢測是適合的。該電極不適於檢測血液樣品。此外，這種電極還存在如下缺陷1)價格昂貴；2)檢測區域沒有與診斷區域相重合；3)電極的製造過程複雜不適於大量生產；而且4)不能被用於製成一次性的電極條，因此不適於居家使用。
對於血紅蛋白的檢測來說，氰化血紅蛋白的方法是本領域內公知的。所述方法是指用Drabkin的溶液溶解血紅蛋白，也就是用K3Fe(CN)6將血紅蛋白中的Fe2+氧化成Fe3+形成偏血紅蛋白(MHb)。進一步講，所述的MHb與KCN結合形成穩定的氰化血紅蛋白。血紅蛋白的濃度可以通過用比色法測其在540nm處的吸收量來獲得。在K3Fe(CN)6對血紅蛋白中Fe2+的氧化作用的基礎上，血紅蛋白可以通過適宜的電極和可檢測的氧化電位來檢測。然而，上述方法存在引發高毒性KCN汙染的缺陷。
基於以上敘述，需要一種先進的一次性的、便於使用並經濟的電極用於檢測生物分子，特別是尿酸和血紅蛋白。
本發明的一個目的是提供一種非酶的一次性的檢測尿酸的電極帶，其由電絕緣襯底、傳導膜層，電絕緣膜層和反應膜層組成。
本發明的一個目的是提供一種一次性的檢測血紅蛋白的電極帶，其由電絕緣襯底、傳導膜層，電絕緣膜層和反應膜層組成。
本發明的另一目的是提供一種生產一次性非酶的、檢測尿酸和血紅蛋白的電極帶的方法。
本發明的另一目的是提供一種檢測尿酸和血紅蛋白的裝置。
本發明的另一目的是提供一種檢測尿酸在液體樣品中濃度的方法，和檢測血紅蛋白在液體樣品中濃度的方法。
圖1a.本發明所述的一個電極帶的俯視圖。
圖1b.本發明所述的一個電極帶的前視圖。
圖2a.將傳導膜層2塗於電絕緣襯底1上的步驟示意圖，該塗層至少包括一個陽極和一個陰極。
圖2a圖示了下述步驟將傳導膜層2包被於電絕緣襯底上形成至少一個陽極和一個陰極。
圖2b.在傳導膜層上部分覆蓋電絕熱膜層步驟的示意圖。未被覆蓋的傳導膜層包括陽極連接點6、陰極連接點7、工作電極8和參比電極9。
圖2c.將反應膜層4塗於反應區域，使工作電極和反應電極被覆蓋的步驟示意圖。
圖2d.將保護膜層塗於反應膜層上的步驟示意圖。
圖3a.檢測血紅蛋白的電極帶的反應膜層上的溶血作用示意圖。
圖3b.通過調整檢測裝置的電流測量尿酸和血紅蛋白的濃度的示意圖。
圖4.用本發明所述的電極帶和尿酸酶與EPAC生物分析儀相結合的方法分別檢測尿酸在血液中的濃度的示意圖。
圖5.用本發明所述的電極帶和氰化血紅蛋白的方法分別檢測血紅蛋白在血液中的濃度的示意圖。
圖6.用本發明所述的電極帶和和離心的方法分別檢測整個血液中的血球比率。
本發明的特點在於用含氧化還原電子的水溶性介質和表面活性劑修飾後的一次性檢測電極帶。電極帶通過捕捉由含氧化還原電子介質的氧化電流以及尿酸和血紅蛋白等生物分子所產生的信號來檢測液體樣品中生物分子的濃度。
我們驚奇地發現經低濃度陽離子表面活性劑修飾後的電極帶提高了尿酸檢測反應速率和精確程度。從另一方面來說，經高濃度中性表面活性劑修飾後的電極帶提高了血紅蛋白檢測反應的速率和精確度。電極帶本發明的一個目的是提供一種非酶的、一次性的檢測尿酸的電極帶，它由以下部分組成1)一種電絕緣襯底；
2)一種傳導膜層，該傳導膜層塗於上述絕緣物質的一側，形成獨立的、不相連的陽極和陰極；3)塗於一部分傳導膜層上的一種電絕緣膜層，其中在沒有塗傳導層的陽極一端至少形成一個參比電極和另一末端形成一陽極連接器，在沒有塗傳導層的陰極一末端形成至少一個工作電極和另一末端形成一陰極連接器；4)一反應膜層，該反應膜層包括載體、傳導介質和濃度低於0.05％的陽離子表面活性劑，其所塗的區域至少包括所述的工作電極和所述的參比電極，以便單獨連接工作電極和參比電極，其中所述的反應膜層不包括任何酶。
本發明的另一個目的是提供一種非酶的、一次性的檢測血紅蛋白的電極帶，它由以下部分組成1)一種電絕緣襯底；2)一種傳導膜層塗於上述絕緣物質的一側，形成獨立的、不相連的陽極和陰極；3)將一種電絕緣塗層塗於一部分傳導膜層上，在沒有塗傳導層的陽極末端至少包括一個參比電極和另一個陽極連接器的末端，在沒有塗傳導層的陰極末端至少包括一個工作電極和另一個陰極連接器的末端；4)反應膜層由載體、傳導介質和濃度高於1％的中性表面活性劑組成，其所塗的區域至少包括所述的工作電極和所述的對照電極，也就是說工作電極和參比電極的連接是完全分開的，這裡所述的反應膜層不包括如何酶。
在本發明中，電絕緣襯底有一個平的表面並具有絕緣的特性。該物質的抗熱力高於40℃，優選40-80℃，其傳導性可通過熱處理增加。具有上述特性的任何材料適於作為本發明所述的電絕緣襯底。優選的是，這些材料可以選自以下物質聚氯乙烯(PVC)，光纖玻璃(FR-4)，polyester suphone，絕緣電木板，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)板，聚碳酸酯(PC)板，玻璃板和陶瓷板(CEM-1)。
如本發明所述，傳導膜層塗於所述絕緣物質的一側，形成獨立的不相連的陽極和陰極。優選的是用列印墨水或粘性金屬模篩印塗布。更優選的是，金屬膜層選自下列金屬金、銀、鉑和padium。列印墨水選自碳素墨水、金墨水、銀墨水、或是碳素與銀黑水混合物、不穩定石墨、銅墨水、或是上述各種墨水的混合物(例如，首選用列印銀墨水，然後用列印碳素墨水)。所述陰極被電絕緣膜層部分覆蓋，其未被覆蓋的末端分別形成參比電極和陰極連接器。所述陽極被電絕緣膜層部分覆蓋，其未被覆蓋的末端分別形成參比電極和陽極連接器。陰極的參比電極被反應膜層覆蓋並與陽極的工作電極共同探知電感應的影響。陽極和陰極連接器常與電流傳感器相連。
如本發明所述，電絕緣膜層塗於所述的電絕緣襯底一個面上，但不覆蓋上述陰極連接器、陽極連接器、工作電極和參比電極。未被電絕緣膜層覆蓋區域包括工作電極和參比電極，形成反應區域，然後在該區域塗上反應膜層用於檢測樣品。優選地電絕緣膜層的厚度大於0.6mm。
如本發明所述，反應膜層通過任何適宜的方法塗於反應區域上，優選通過移液或篩印的方法。反應膜層由水溶性氧化還原電介質、載體和表面活性劑組成。反應膜層與樣品相接觸產生電化學反應。而且，反應膜層可被保護膜層覆蓋。
如本發明所述，傳導介質包含氧化還原能力低於被檢測樣品的電解液。傳導介質與樣品反應後從氧化狀態變成還原狀態。傳導介質被施加一定的強制電壓後又可還原到氧化狀態。電化學反應導致的電勢、電阻和電流的改變，可通過傳導膜層被遷移，即從與反應膜層相連的工作電極和對參比電極到陽極和陰極的連接器。所述的傳導介質優選鐵氰化鉀。其用量佔反應膜層的重量比的0.3％-5％。
如本發明所述，因樣品是親水性的，難與疏水性的傳導膜層接近，因而需吸收樣品的載體。載體可增加樣品的吸收量，從而增強被遷移至傳導膜層上的信號。反應膜層與樣品相接觸並與之發生電化學反應。因此，可將載體遍布整個反應膜層區從而可使信號全部轉移。優選地，載體選自微晶狀纖維素、羧甲基纖維素或甲基纖維素。更優選的是小於100um大小的纖維素。纖維素佔反應膜層的重量比大約是0.01％-0.1％。
如本發明所述，載體可任選地包含一聚合物。該聚合物有利於反應膜層具有某種粘性。從而可將反應膜層完全分布開。所述聚合物選自聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚氧乙烯(PEG)，凝膠及其混合物。更優選聚合物佔反應膜層重量的0-15％。
如本發明所述，在尿酸的檢測中，反應膜層中所用的表面活性劑是陰離子型表面活性劑，其濃度佔重量比要少於0.05％。本領域公知的陰離子型表面活性劑均適於本發明。優選地，所述的陰離子型的表面活性劑包括含銨的表面活性劑。更優選地，所述表面活性劑選自N-乙醯-N，N，N-三甲基-溴化銨和烷基二甲基銨滷化物。其陰離子表面活性劑量優選的用量為0.01％-0.03％。
從另一方面來說，如本發明所述，在血紅蛋白的檢測中，反應膜層中所用的表面活性劑是中性表面活性劑，其濃度佔重量比要大於1％。本領域公知的任一合適的中性表面活性都可用於本發明所述血紅蛋白檢測電極的反應膜層中。優選地，所述中性表面活性劑包括聚環氧乙烷、環氧乙烷、脂族醇、氧化叔胺和三磷酸氧化氫。更優選地，所述表面活性劑選自三硝基甲苯和聚氧乙烯烷基醚組成。最優選地，所述中性表面活性劑的濃度範圍為1％-5％。
如本發明所述，非酶的一次性的檢測血紅蛋白的電極帶可以用於檢測血紅蛋白的濃度中，本領域技術人員公知的血球比率/血紅蛋白的比值是2.9-3.1。因此，血球密度可以通過利用本發明所述的檢測血紅蛋白的電極帶測血紅蛋白的濃度而計算。
電極帶的製備本發明的另一目的是提供一種生產一次性的、非酶的檢測尿酸(或血紅蛋白)的電極帶的方法，由以下步驟組成a)將一種傳導膜層塗於上述絕緣物質的一側，形成獨立的、不相連的陽極和陰極；b)將一種電絕緣塗層塗於一部分傳導膜層上，其中所述傳導層未覆蓋陽極的一個末端為至少一個參比電極以及另一末端為一陽極連接器。所述傳導層未覆蓋的一個陰極末端為至少一個工作電極以及另一末端為一陰極連接器。
c)在包括至少所述工作電極和參比電極的區域上篩印或滴加反應膜層，以便將所述工作電極和參比電極單獨相連。
如本發明所述，首先，將傳導膜層塗於平的絕緣物質的一側，從而形成至少一個彼此分離的陽極和陰極，塗布後，在35℃-80℃條件下烘乾傳導膜層。
如本發明所述，接著，將厚度等於或大於0.6mm的電絕緣膜層部分印於傳導膜層上。所述傳導膜層的未覆蓋部分形成一陽極連接器、一陰極連接器、一工作電極以及一參比電極。環形工作電極和參比電極圍成的區域或其他任一合適的形狀為反應膜層的區域。
如本發明所述，第三步，將反應膜層篩印或滴加到反應區域上，從而可使單個的工作電極和參比電極相連。所述區域可以是環形或其它任一適宜的形狀。多種普通的篩印技術都可用於本發明。而且，一種新的篩印技術已被本發明的一個發明人在申請號為85,109,554的R.O.C專利中公開，也可將該方法用於本發明所述的製備方法中。
如本發明所述，第四步，將反應膜層在40℃-80℃下進一步烘乾。保護膜層可任選地在反應膜層上或其包衣。這樣一次性的非酶的檢測尿酸的電極帶被生產出來。
檢測裝置本發明的另一目的是提供一種檢測尿酸的裝置，該裝置包括一個一次性的非酶的檢測尿酸的電極帶和一個直接分析液體樣品中尿酸的電流傳感器。
其中所述電極帶包括1)一電絕緣襯底；2)一傳導膜層，該膜層塗於上述絕緣物質的一側，形成獨立的、不相連的陽極和陰極；3)一電絕緣塗層，該電絕緣塗層塗於一部分傳導膜層上，在沒有塗傳導層的陽極末端至少包括一個參比電極和另一個陽極連接器的末端，在沒有塗傳導層的陰極末端至少包括一個工作電極和另一個陰極連接器的末端；4)一反應膜層，該膜層包括一載體、一傳導介質以及濃度低於0.05％的陽離子表面活性劑組成，其所塗的區域至少包括所述的工作電極和所述的參比電極，也就是說工作電極和參比電極的連接是完全分開的，這裡所述的反應膜層不包括任何酶。所述的電流傳感器連接檢測尿酸的電極帶的陰極連接器和陽極連接器，包括一電壓輸出裝置、一信號接收器以及一顯示裝置，其中電壓輸出裝置可向尿酸檢測電極條的反應膜層提供低於400mv的電壓，從而在當該尿酸檢測電極帶上的反應膜層與尿酸樣品反應後將傳導介質從還原狀態氧化成氧化狀態；所述信號接收器接收在氧化還原反應過程中產生的電流、電壓或電阻的變化，並將此傳送到顯示裝置上顯示樣品中尿酸的濃度。
本發明的另一目的是提供一種檢測血紅蛋白的裝置，該裝置一次性的非酶的檢測尿酸的電極帶和直接分析液體樣品中血紅蛋白的電流傳感器。
所述電極帶包括1)一種電絕緣襯底；
2)一種傳導膜層塗於上述絕緣物質的一側，形成獨立的、不相連的陽極和陰極；3)將一種電絕緣塗層塗於一部分傳導膜層上，在沒有塗傳導層的陽極末端至少包括一個參比電極和另一個陽極連接器的末端，在沒有塗傳導層的陰極末端至少包括一個工作電極和另一個陰極連接器的末端；4)反應膜層由載體、傳導介質和濃度大於0.05％的中性表面活性劑組成，其所塗的區域至少包括所述的工作電極和所述的對照電極，也就是說工作電極和參比電極的連接是完全分開的，這裡所述的反應膜層不包括任何酶。所述的電流傳感器連接檢測血紅蛋白的電極帶的陰極連接器和陽極連接器，其由電壓輸出裝置、信號接收器和顯示裝置組成，其中電壓輸出裝置提供一個低於400mv的電壓。該檢測血紅蛋白的電極帶上的反應膜層與尿酸樣品反應後將傳導介質從還原狀態氧化成氧化狀態，信號接收器接受在氧化還原反應過程中產生的電流、電壓或電阻的變化，並將此傳送到顯示裝置上顯示樣品中血紅蛋白的濃度。
如本發明所述，檢測條件是工作電壓低於400mv且pH值在5.0-10.0之間，可避免其它氧化性成份的幹擾。檢測方法本發明的另一目的是提供一種檢測液體中尿酸濃度的方法，該方法包括將液體滴在本發明所述的非酶的一次性的尿酸檢測電極帶上，並控制電流傳感器在400mv以下的低操作電壓和pH值為7.0-10.0的範圍內進行操作。
本發明的另一目的是提供一種檢測液體中血紅蛋白濃度的方法，該方法包括將液體滴在本發明所述的非酶的一次性的尿酸檢測電極帶上，並在400mv以下的低操作電壓和pH值為5.0-8.0的範圍內控制一個電流傳感器。
本發明所述，採用電化學檢測裝置能夠方便地實行非酶電極帶的檢測方法。在本發明的非酶的一次性檢測尿酸或血紅蛋白的電極帶的反應區域上分別滴一滴完整的全血樣品，尿酸檢測裝置或血紅蛋白檢測裝置能夠分別檢測出尿酸或血紅蛋白的氧化還原反應電流。這種電化學反應技術通常用於檢測血糖的電化學血糖檢測儀。本發明採用氧化還原電子介質傳送尿酸的氧化還原反應信息並且將反應條件控制在pH值為7.0-10.0，以及400mv以下的低操作電壓，以避免血液中的葡萄糖和抗壞血酸維生素c的幹擾，這種對全血中尿酸進行直接檢測的方法是全新的，而有首次公開於本發明中。同樣，直接檢測全血中血紅蛋白的方法也是全新的，並且在本發明首次公開，該方法用氧化還原電子介質傳送血紅蛋白的氧化還原反應信息並且控制反應的pH值在5.0-8.0之間，400mv以下的低操作電壓，以避免血液中的葡萄糖和抗壞血酸維生素c的幹擾。
應用本發明能用於檢測任一液體樣品中尿酸或血紅蛋白等生物分子。當採用全血樣作為試樣檢測尿酸或血紅蛋白時，血液中的其它成分特別是抗壞血酸維生素c將產生幹擾。本發明的檢測裝置和一次性檢測電極帶能夠直接檢測常規的全血樣中的尿酸或血紅蛋白，適宜家用。
本發明的一個重要優點是排除了使用例如酶之類的生物活性物質。因此，本發明簡化了生產工藝，降低了生產成本，延長了保存時間，放寬了檢測電極帶的保存條件要求。
圖1a和圖1b分別是本發明的電極帶的俯視圖和前視圖。該電極帶由電絕緣襯底1，塗在電絕緣襯底上的傳導膜層2，塗在傳導膜層2上的電絕緣膜層3及與樣品反應的反應膜層4所組成。
本發明的電絕緣襯底1與傳導膜層2相連。傳導膜層2的陰極被電絕緣膜層3部分覆蓋，陰極的兩個未被覆蓋的端點分別是工作電極8和陰極連接器6。反應膜層4覆蓋了陰極工作電極8，工作電極8用於檢測在尿酸電化學反應時樣品的誘導電效應。陰極連接器6用於和電流傳感器連接。陽極也被電絕緣膜層部分覆蓋，陽極兩個未覆蓋的端點分別是參比電極9和陽極連接器7。陽極的參比電極9被反應膜層4覆蓋，並且與陰極的工作電極協同作用檢測誘導電效應。
電極帶的製備如圖2a，2b，2c和2d所示。如圖2所示，首先採用篩印等方法將傳導膜層2塗布在平面物質1的一個面上，形成至少一個陽極和一個陰極，它們彼此獨立間隔。
如圖2b所示，傳導膜層未覆蓋的部分形成陰極連接器6，陽極連接器7，工作電極8和參比電極9。環形的工作電極8和參比電極9圍成了一個區域。
如圖2c和2d所示，將傳導介質篩印在上述反應膜層4的圓形區域上，並在所述反應膜層圓形區域上或周圍任選地包被一保護膜層。
下面給出的實施例是用來描述而非限制本發明。
實施例1 生化物質的檢測尿酸和血紅蛋白的檢測控制在PH為7.0-10.0和低於400mv的工作電壓以避免血液中葡萄糖和抗壞血酸的幹擾。
本發明發現正常濃度的維生素c不會影響尿酸和血紅蛋白的檢測。因此，生化物質能夠被精確檢測。圖3a顯示的是血紅蛋白檢測電極帶反應膜層上引發的溶血反應。圖3b表明通過調整電流減少尿酸的幹擾能夠放大血紅蛋白反應的信號。
實施例2 尿酸的檢測在聚氯乙烯(PVC)基體的一個平面上，篩印碳素墨水，形成傳導膜層2，其中包括一組獨立的不相連的陽極和陰極，然後在40℃-80℃下乾燥。然後將厚度為0.6mm的電絕緣膜層3部分篩印在傳導膜層2上。傳導模層未被覆蓋的部分形成陰極連接器6，陽極連接器7，工作電極8和參比電極9。工作電極8和參比電極9形成的圓形區域為反應膜層4的範圍。
將由下列成分和比例組成的漿狀物質用吸管滴在反應膜層4的圓圈區域。
甲基纖維素0.01％CTAB(N-乙醯-N，N，N-三甲基-溴化胺)0.01％H2O 99.68％鐵氰化鉀 0.3％將上述物質滴於反應膜層4上後，在35℃-80℃乾燥。保護膜層5塗在反應膜層4的上面和周圍。通過上述步驟一次性的非酶的尿酸檢測電極帶就製備成功了。
採用上述方法得到的本發明一次性的非酶的尿酸檢測電極帶，檢測全血樣中的尿酸需要20秒鐘。試驗結果與任何常規方法檢測尿酸的結果相同。圖4是尿酸酶與EPAC生化分析儀相結合後其漿中尿酸濃度的對比結果。
結果表明本發明的一次性非酶尿酸檢測電極帶能夠精確地檢測血中的尿酸濃度，採用全血樣，不需要任何前處理。
實施例3 尿酸的檢測重複例2的步驟將由下列成分和比例組成的漿狀物質用吸管滴在反應膜層4的圓圈區域。
甲基纖維素0.05％PEG聚乙二醇 15.00％CTAB(N-乙醯-N，N，N-三甲基-溴化胺)0.03％H2O 83.092％鐵氰化鉀 1.00％採用上述方法得到的本發明一次性的非酶的尿酸檢測電極帶，檢測全血樣中的尿酸需要30秒鐘。試驗結果與採用EPAC生化分析儀的方法檢測尿酸的結果相同。結果表明本發明的一次性非酶尿酸檢測電極帶能夠精確地檢測血中的尿酸濃度，採用全血樣，不需要任何前處理。
實施例4 血紅蛋白和溶血性的檢測重複例2的步驟由下列成分和比例組成的漿狀物質用吸管滴在反應膜層4的圓圈區域甲基纖維素 0.05％曲通100(Triton 10) 4.00％H2O92.98％鐵氰化鉀 3.00％採用上述方法得到的本發明一次性的非酶的血紅蛋白檢測電極帶，檢測全血樣中的血紅蛋白需要30秒鐘。如圖5所示，試驗結果與採用氰化-血紅蛋白的方法檢測血紅蛋白的結果相同。而且，本發明所述電極帶的血球密度檢測與離心的檢測結果相同(如圖6所示)。
結果表明本發明的一次性非酶血紅蛋白檢測電極帶能夠精確地檢測血中的血紅蛋白和血球密度，採用全血樣，不需要任何前處理。
實施例5 血紅蛋白和溶血性的檢測重複例3的步驟，不同之處在於對漿狀物質的成份及比例作下列改變超微光纖(直徑平均約20um) 0.05％PVC(聚乙烯醇) 10.00％凝膠 3.50％H2O 81.40％
鐵氰化鉀5.00％採用上述方法得到的本發明一次性的非酶的血紅蛋白檢測電極帶，檢測全血樣中的血紅蛋白需要80秒鐘。如圖5所示，試驗結果與採用氰化-血紅蛋白的方法檢測血紅蛋白的結果相同。結果表明本發明的一次性非酶血紅蛋白檢測電極帶能夠精確地檢測血中的血紅蛋白和血球密度，採用全血樣，不需要任何前處理。
上述實施例清楚表明，本發明所述檢測血紅蛋白的電極帶不需要任何生物活性的物質，且生產過程簡單、快捷。而且，本發明在低於400mv的低工作電壓和PH值為5.0-8.0的條件下可精確的檢測全血樣的血紅蛋白濃度。
比較例6 尿酸的檢測採用本發明所述的電極帶和申請人在1999/04/21提交的專利申請USSN09/295,400中所述的電極帶分別檢測尿酸。五個不同濃度的試樣的試驗結果如下表所示
如上表所示，本發明與USSN 09/295,400的電極帶都具有高精確性。然而，所示的CV％方面，本發明的電極帶比USSN 09/295,400的電極條要優越。而且，本發明所示的電極帶的檢測時間僅為USSN 09/295,400中的電極條的1/10。
權利要求
1.一種非酶的、一次性的尿酸檢測電極帶，該電極帶包括1)一種電絕緣襯底；2)一種傳導膜層，該膜層塗於上述絕緣物質的一側，形成獨立的、不相連的陽極和陰極；3)一種電絕緣塗層，該塗層塗於所述傳導膜層的一部分上，其中所述傳導層未覆蓋陽極的一個末端形成至少一個參比電極和另一個末端形成一個陽極連接器，在傳導層未被覆蓋陰極的一個末端形成至少一個參比電極和另一末端形成一個陰極連接器；4)一反應膜層，該膜層由載體、傳導介質和濃度低於0.05％的陰離子型表面活性劑組成，其所塗的區域至少包括所述的工作電極和所述的對照電極，以便將工作電極和參比電極單獨連接，其中所述的反應膜層不包括任何酶。
2.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其中所述電絕緣襯底具有平的表面和絕緣的特性。
3.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其中所述電絕緣襯底的抗熱性高於40℃，優選為40℃-80℃。
4.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其中所述電絕緣襯底是由下述物質製成聚氯乙烯(PVC)，光纖玻璃(FR-4)，polyester suphone，絕緣電木板，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)板，聚碳酸酯(PC)板，玻璃板或陶瓷板(CEM-1)。
5.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其中所述反應膜層與樣品相接觸並發生電化學反應。
6.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其中所述反應膜層採用移液或篩印的方式塗於反應區域。
7.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其中所述反應膜層進一步用保護膜層覆蓋。
8.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其中所述陰離子型表面活性劑是N-乙醯-N，N， N-三甲基-溴化胺。
9.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其中所述陰離子型表面活性劑的濃度的重量比為0.01％-0.03％。
10.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其中所述載體選自微晶狀纖維素，羧甲基纖維素和甲基纖維素及其混合物。
11.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其中所述載體任選包括選自下述物質的聚合物聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚乙二醇(PEG)，明膠及其混合物。
12.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其中所述載體是大小小地100μm的微晶狀纖維素
13.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其中所述纖維素載體的用量佔反應膜層重量比的約0.01％-約0.1％。
14.權利要求11所述的檢測尿酸的電極帶，其聚合物的用量佔反應膜層的重量比的約0％-15％。
15.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其傳導介質是K3Fe(CN)6。
16.權利要求1所述的檢測尿酸的電極帶，其傳導介質的用量佔反應膜層的重量比的0.3％-5％。
17.一種非酶的、一次性的檢測血紅蛋白的電極帶，它由以下部分組成1)一種電絕緣襯底；2)一種傳導膜層塗於上述絕緣物質的一側，形成獨立的、不相連的陽極和陰極；3)一種電絕緣塗層塗於一部分傳導膜層上，在沒有塗傳導層的陽極末端至少包括一個參比電極和另一個陽極連接器的末端，在沒有塗傳導層的陰極末端至少包括一個參比電極和另一個陰極連接器的末端；4)反應膜層由載體、傳導介質和濃度低於0.05％的陰離子型表面活性劑組成，其所塗的區域至少包括所述的工作電極和所述的對照電極，也就是說工作電極和參比電極的連接是完全分開的，這裡所述的反應膜層不包括任何酶。
18.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，其中所述電絕緣襯底具有平的表面和絕緣的特性。
19.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，其中所述電絕緣襯底的抗熱性高於40℃，優選40℃-80℃。
20.權利要求17所述的檢測尿酸的電極帶，其中所述電絕緣襯底是由聚氯乙烯(PVC)，光纖玻璃(FR-4)，polyester suphone，絕緣電木板，聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)板，聚碳酸酯(PC)板，玻璃板和陶瓷板(CEM-1)組成。
21.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，其中所述反應膜層與樣品相接觸並發生電化學反應。
22.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，其中所述反應膜層採用移液或篩印的方式塗於反應區域。
23.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，其中所述的中性表面活性劑是曲通(Triton)。
24.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，其中所述的陽離子表面活性劑所佔的重量比為1％-5％。
25.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，其中所述載體是從微晶狀纖維素，羧甲基纖維素和甲基纖維素混合物。
26.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，其中所述載體任選包括選自下列物質的聚合物聚乙烯醇(PVA)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)，聚氧乙烯(PEG)，明膠及其混合物。
27.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，其中載體是大小小於100um的微晶狀纖維素。
28.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，其纖維素載體的用量佔反應膜層的重量比的約0.01％-0.1％。
29.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，其中所述聚合物的用量佔反應膜層的重量比的約0％-15％。
30.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，其中所述傳導介質是K3Fe(CN)6。
31.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，其傳導介質的用量佔反應膜層重量比的0.3％-5％。
32.權利要求17所述的檢測血紅蛋白的電極帶，常被用於血球密度的檢測中。
33.一種生產如權利要求1或17所述的電極帶的方法，其由以下步驟組成a)將一種傳導膜層塗於上述絕緣物質的一側，形成獨立的、不相連的陽極和陰極；b)將一種電絕緣塗層塗於傳導膜層的一部分上，其中所述傳導層未覆蓋陽極的一個末端形成至少一個參比電極以及另一個末端形成一個陽極連接器，未覆蓋的形成陰極的一個末端形成至少一個工作電極以及另一個末端形成一個陰極連接器；c)篩印或滴加反應膜層在至少包括工作電極和參的區域比電極，以便使工作電極和參比電極單獨連接。
34.一種檢測尿酸的裝置，由以下部分組成一次性非酶的檢測尿酸的電極帶和分析液體樣品中尿酸的電流傳感器；所述電極帶由以下部分組成1)一種電絕緣襯底；2)一種傳導膜層，該膜層塗於上述絕緣物質的一側，形成獨立的、不相連的陽極和陰極；3)一種電絕緣塗層，該塗層塗於一部分傳導膜層上，在沒有塗傳導層的陽極末端至少包括一個參比電極和另一個陽極連接器的末端，在沒有塗傳導層的陰極末端至少包括一個工作電極和另一個陰極連接器的末端；4)反應膜層，該膜層由載體、傳導介質和濃度低於0.05％的陽離子表面活性劑組成，其所塗的區域至少包括所述的工作電極和所述的參比電極，也就是說工作電極和參比電極的連接是完全分開的，這裡所述的反應膜層不包括任何酶。所述的電流傳感器連接檢測尿酸的電極帶的陰極連接器和陽極連接器，其由電壓輸出裝置、信號接收器和顯示裝置組成，其中電壓輸出裝置可向所述尿酸檢測電極條的反應膜層提供低於400mv的電壓，從而使得在與尿酸樣品反應後將傳導介質從還原狀態氧化成氧化狀態；信號接收器接收在氧化還原反應過程中產生的電流、電壓或電阻的變化，並將此傳送到顯示裝置上顯示樣品中尿酸的濃度。一種檢測血紅蛋白的裝置，由以下部分組成一次性的非酶的檢測尿酸的電極帶和分析液體樣品中血紅蛋白的電流傳感器。所述電極帶由以下部分組成1)一種電絕緣襯底；2)一種傳導膜層塗於上述絕緣物質的一側，形成獨立的、不相連的陽極和陰極；3)將一種電絕緣塗層塗於一部分傳導膜層上，在沒有塗傳導層的陽極末端至少包括一個參比電極和另一個陽極連接器的末端，在沒有塗傳導層的陰極末端至少包括一個工作電極和另一個陰極連接器的末端；4)反應膜層由載體、傳導介質和濃度大於0.05％的中性表面活性劑組成，其所塗的區域至少包括所述的工作電極和所述的對照電極，也就是說工作電極和參比電極的連接是完全分開的，這裡所述的反應膜層不包括任何酶。所述的電流傳感器連接檢測血紅蛋白的電極帶的陰極連接器和陽極連接器，其由電壓輸出裝置、信號接收器和顯示裝置組成，其中電壓輸出裝置提供一個低於400mv的電壓。該檢測血紅蛋白的電極帶上的反應膜層與尿酸樣品反應後將傳導介質從還原狀態氧化成氧化狀態，信號接收器接受在氧化還原反應過程中產生的電流、電壓或電阻的變化，並將此傳送到顯示裝置上顯示樣品中血紅蛋白的濃度。
35.一種檢測血紅蛋白的由以下部分組成一次性非酶的檢測血紅蛋白的電極帶和分析液體樣品中血紅蛋白的電流傳感器；所述電極帶由以下部分組成1)一種電絕緣襯底；2)一種傳導膜層塗於上述絕緣物質的一側，形成獨立的、不相連的陽極和陰極；3)將一種電絕緣塗層塗於一部分傳導膜層上，在沒有塗傳導層的陽極末端至少包括一個參比電極和另一個陽極連接器的末端，在沒有塗傳導層的陰極末端至少包括一個工作電極和另一個陰極連接器的末端；4)反應膜層由載體、傳導介質和濃度低於0.05％的陽離子表面活性劑組成，其所塗的區域至少包括所述的工作電極和所述的參比電極，也就是說工作電極和參比電極的連接是完全分開的，這裡所述的反應膜層不包括任何酶。所述的電流傳感器連接檢測血紅蛋白的電極帶的陰極連接器和陽極連接器，其由電壓輸出裝置、信號接收器和顯示裝置組成，其中電壓輸出裝置可提供低於400mv的電壓，該檢測尿酸的電極帶上的反應膜層與血紅蛋白樣品反應後將傳導介質從還原狀態氧化成氧化狀態，信號接收器接收在氧化還原反應過程中產生的電流、電壓或電阻的變化，並將此傳送到顯示裝置上顯示樣品中血紅蛋白的濃度。
36.如權利要求39或40所述的裝置，其檢測電極帶是一次性的。
37.如權利要求39或40所述的裝置，其中所述的檢測樣品為血液。
38.一種檢測液體中尿酸濃度的方法，其中包括下述步驟將液樣滴加在如權利要求1所述的電極帶上，並控制電流傳感器在低於400mv的低工作電壓，pH值在7.0-10.0的條件下進行操作。
39.一種檢測液體中血紅蛋白濃度的方法，其中包括下述步驟將液樣滴加在如權利要求17所述的電極帶上，並控制電流傳感器在低於400mv的低工作電壓，pH值在5.0-8.0的條件下進行操作。
全文摘要
本發明涉及用於直接檢測液體樣品中生物分子如尿酸和血紅蛋白濃度的非酶一次性電極帶。當使用該電極帶檢測人體內生物分子濃度時,可避免血液中其它成份引發的信號的幹擾。本發明還提供了生產所述電極帶及含該電極帶的檢測裝置的生產方法。
文檔編號G01N27/30GK1367382SQ01116298
公開日2002年9月4日 申請日期2001年1月23日 優先權日2001年1月23日
發明者林嶽暉, 沈燕士 申請人:五鼎生物技術股份有限公司