專利名稱：絲網(wǎng)印刷法制作血糖試紙的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及的是一種m&其絲網(wǎng)印網(wǎng)鑭作方法，特別是一種與Aif漏試儀 配套的試紙及其絲網(wǎng)印刷制作方法，屬于生物傳感技術(shù)領域。
技術(shù)背景據(jù)統(tǒng)計我國糖尿病病人已超過4500萬，每年還以1.5%的發(fā)展速度增加。控 自尿病發(fā)展的有效手段之一是每天實簾血糖翻試達到嚴^制用資和飲食，維 持病人血糖措數(shù)的穩(wěn)定。目前市場上出現(xiàn)的一些血糖儀其配套試紙采用一般絲印技術(shù)，這種血a^ffi制作工藝簡單su鼸，基鏞電極印黼完成后，還霱要生 #料的點樣加工，產(chǎn)量低，生產(chǎn)成本和廢品率都較離，只能達到中試規(guī)模生產(chǎn)，難以實行大繊工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，美國專利公開號為2004/0146958， 專利名稱為Glucose strip sensor and glucose measurement using the glucose strip sensor (利用葡萄,*# 翻定 1| )，該專利中介紹了一種三電橛系統(tǒng)葡 萄糖試條傳感器的制作方法，測試系統(tǒng)中包含有一個工作電極、 一個參考電極還 有一個校驗電極，其目的是使系統(tǒng)更糖確地擁定受漏葡萄糖。系統(tǒng)還介紹了采用 控制反應區(qū)空間使反應腔內(nèi)的反應混合物體積得到嚴格控制從而提高籌定的準確 度等方法 但是該方法除了采用多層絲印技術(shù)，還需要用到生物元件點樣設備將 生物簾溶液涂布到電極的表面，致使制作工藝復雜化，不利于產(chǎn)品的工業(yè)化規(guī)模 生產(chǎn)。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克康臘有技術(shù)中的不足，,一種血,皿其絲兩印鵬 的制作方法，使該試紙一旦接觸人體血液后，可在相應的血糖讕試儀器上方便直 麓的讀出翻試結(jié)果，其黼作方^簡單，方使后期加工和封裝，有利于,化生產(chǎn)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明試紙包括 一個基片，如PP基片；基片上印有一個工作電極；基片上印有一個參考電極；兩個電極構(gòu)成電回路 同剿試儀器相連完成血糖瀾試；在基片的一端印有同讀出儀表相連的導線。工作 電橛和參考電極分期由印在基片導電銀層上復合印網(wǎng)im層構(gòu)成，工作電極上再印上一層含有催化血液葡菊瞎反應的生物酶，如葡萄im化酶，以及一種能在酶催化反應中心和電極之間進行電子傳遞的導電介質(zhì)和撇合劑，如此構(gòu)成一個電路回路a反應時餵據(jù)血壤中曹萄m度的高低，產(chǎn)生相應大小的電淹信號，并IHi 試儀檢測讀出。本試紙省略了生物元件點樣設備，工藝更加簡單。被瀾試的物貭可以是乳酸、膽國醪或葡m，使用的酶可以是乳酸諷化酶、膽國醉氣化薄和葡萄糖氧化酵o工作電極是一種絲兩印鵬在支持翁上的雙層導電薄醭，在導電薄鵬上再印劇一層包含催化生化反應的酶和能在,化反應同電極之間進行電子傳遞的導電介質(zhì)和黏合劑.這種工作電極饞傳通酶傕化反應后產(chǎn)生的電流a工作電極與參比電 極靠近，兩個電極構(gòu)成一個有效反應區(qū)域，在同測試儀連接后，組成有效體液成 分翻試系統(tǒng)-本發(fā)明采用生物傳感及電化學原理，通過純絲網(wǎng)印剿工藝技術(shù)制作上述試紙， 絲兩印親不僅僅印制導電線路，還將比較敏感的生物元件如酶、導電介質(zhì)和黏合 劑等通過特殊方法印在電極表面上。以下對本發(fā)明方&#進一歩的說明，具體歩驟如下(1) 在絲印導電碳璺中加入1.2-2.5%的羧甲基纖維素，加入10>20%的電子 導電載# 料，如苯醒或4MR化鉀，混勻備用；(2) 將2WMOO目數(shù)的金羼或尼龍聚醣材料絲網(wǎng)固定在方型鋁質(zhì)金屬框加上， 在暗室內(nèi)涂上柯達感光膠，干燥備用；(3) 將計算機繪制的工作電極和參考電極負片置于感光膠上，于20"40瓦紫 外燈下暴光15"30分鐘，用高壓絲沖洗去被電極負片獲蓋的未硬化感光膠，千 燥后形成絲印模板；(4) 將帶有工作電極和參考電極翻形的絲印模板安裝于自動絲印4WJ:備用；(5) 將活性為35>柳國際單位的乳自化酶或 #為20>鄰國際單位的膽畫 醉氧化酶或活性為2脈3鄰闥際單位的曹莓4W化酶，配入傲ioe亳庫爾每升的 檸H酸沖液中，同時添加苯醒或鐵銀化鉀每升2000-柳抑毫克，新合劑如羧甲基 纖維素等充分濯勻后擁置4TC,備用。工作電極先采用絲網(wǎng)印刷機將導電銀墨和導電硪墨印在基片上；然后印刷酶 和導電介質(zhì)如苯醒或錄化鉀以及雜合荊等，參考電極也以相鬨的方法黼作。用于印刷的生物歸墨中包括粘合劑、導電物和,，基片的材料可以是一種韌ttl ,絕緣度離的康合材料.比如聚氣乙烯，聚醮或IKfll酸鼸。本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進步，本發(fā)明方法將絲網(wǎng)印刷技術(shù)擴展到了生 物元件鸛的印鵬。PWft了生產(chǎn)工藝il^要求簡化了生產(chǎn)設備提高了產(chǎn)品的產(chǎn) 業(yè)化水平。絲印材料和絲印設備不必特殊加工，通過市售渠道即可獲得，成本很 低；將比較敏感的生物元件如酶、導電介廣和鐮合荊等以絲網(wǎng)印鵬方式印在電極 支持物上，使最終產(chǎn)品的精度和重復性得到充分保障。本發(fā)明試紙一旦接觸人體 # 后，可在相應的配套漏試儀器上方便直邈的讀出籌試結(jié)果，制作方法簡單， 精度高，成本低，方便后期加工和封裝，有利于規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。附圑說明

圖1本發(fā)明試紙結(jié)構(gòu)示意團 具體實旌方式如圖1所示，本發(fā)明試紙包括 一個基片l，基片1上印有銀涂層導線2，基片1上印有礙涂層3，基片1上的一緇印有同讀出儀表相連的導線4，碳涂層的工 作電極和參考電極3上印有絕緣涂層5,磺涂層的工作電極和參考電極3上還印 有薦涂層6，這種,是可以催化血液葡菊糖反應的生物瞎，如葡萄,化,，以及一種能在酶催化反應中心和電極之間進行電子傳遞的介質(zhì)和載合劑，如此構(gòu)成一個電路回路，反應時極據(jù)血鋃中葡wr濃度的高低，產(chǎn)生相應大小的電濂信號， 并被籌試儀檢瀾讀出。被測試的物質(zhì)可以是乳酸、膽畫醇或葡萄糖，使用的酶可以是乳醴氧化,、膽囫醉氧化酶和葡 11靚化,。在酶涂層上面還緩有雙面膠7，和親水膜8，便于人體血液方便地以虹吸方式進入反應區(qū)。結(jié)合本發(fā)明方法的內(nèi)^H供以下實施例，對本發(fā)明作進一歩的說明。 實施例l:聚乙烯(PVC)板材，預先切成21X9公分基板備用。(1) 在1克絲印導電磯墨(埃奇森Acheson423 SS)中加入1.2%的羥乙基 纖維素，加入10%的電子導電載體材料苯醒，混勻備用。(2) 將280目數(shù)的金屬^M龍聚醣材料絲網(wǎng)翻定在方型輕質(zhì)金屬框加上，在 暗室內(nèi)涂上柯達感光膠，千燥備用。(3) 將計算機繪制的工作電極和參考電極負片置于感光膠上，于20瓦紫外 燈下暴光15分鐘。用高壓水槍沖洗去被電極負片凝蓋的未硬化感光膠。，后形 成絲印模板。(4) 將帶有工作電極和參考電極圉形的絲印模板安裝于(镲克DEK-245) 型自動絲印機上備用。(5)將活性為1 國際單位的乳酸氣化酶配入鄰毫摩爾每升的檸機醻緩沖液 中，同時添加苯醒H^2朋毫克，黏合擁等。充分籌勻后籌置4"3*||備用。在上述自動絲網(wǎng)印刷機上添加導電銀墨(埃奇森Acbesoii427 SS)進行導電 線路的印劇；干燥后在自動絲網(wǎng)印鵬機上加入上述漏合導電絲,墨，將先前印 制的銀墨線路覆蓋，分別制成工作電極和參考電極。印制完的電橛霈撫豕于柳r 烘鳙內(nèi)國化20分鐘，在每一片PVC基片上形成鄰對工作和參考電極，然后取出 備用。制作可測試乳酸，膽固醉和葡萄糖的酶試紙時，取出已制成的基礎工作電極和參考電極，將上述(5〉中的混合液加入6動絲網(wǎng)印鯛機上進行印制a上述的絲印薄電極制成干燥后，將一約10mm寬，220nun長的雙面膠和親水 膜復合體覆蓋在反應區(qū)上，加溫，。印鵬完的電輾片在加溫，3小時后冷卻。 用剪切機將干燥后的測試片切成30極斑長，O.S班扱寬的瀕試條成品。將已制成的籌試條,置于籌試儀中并在工作電極和參考電極兩段簾加3鄰inV 工作電壓，測定不同濃度的乳酸，結(jié)果表明反應發(fā)生10秒后，顯示制作電極良好的獮試重復性和相關性。經(jīng)同生化分析儀比較，分別取鄰份乳,控壤和鄰份病人血樣乳酸對照雜試，其相關性Y達到0.9567瀕試條的相對標準誤差為CV《 6.5%。實施例2:聚酯，ET)板材，預先切成21X9公分基板備用。(1) 在絲印導電碳墨(埃奇森Aclte幼s423然)中加入1.8%的羥乙基纖維 素，加入15%的電子導電載體材料苯觀。浪勻后擱置41C冰箱備用。(2) 將300目數(shù)的金屬或尼龍聚酯材料絲網(wǎng)圃定在方型輕質(zhì)金屬欐加上，在暗室內(nèi)涂上柯達感光膠，^Hi備用。(3〉將計算機繪制的工作電極和參考電極負片置于感，上，于2fl ur外燈下暴光25分鐘。用高壓水槍沖洗去被電極負片覆蓋的未硬化感光膠。干燥后形 成絲印,。(4) 將帶有工作電極和參考電極圉形的絲印模板安裝于(镲克DEK-245) 型自動絲印機上備用。(5) 將活性為25國際單位的膽國酵覲化酶配入鄰毫摩爾每升的 ^沖液 中，同時添加 升鵬毫克，翳合麟》充分,后擁置4TCacif備用。絲印制作方法同實銅1，將制成的瀾試條，置于剿試僅中并在工作龜極和參 考電極兩段施加3W鵬V工作電壓，分鑭籌定不同濃度的膽圃瞜，結(jié)果表明反應發(fā)生20秒后，顯示制作電極良好的籌試重復性和相關性。經(jīng)同生化分析儀比較， 取30份膽國瞎質(zhì)控液和加^人血樣艇翻酵對履iB(,其相關性Y^H 01967， 籌試條的相對標準誤差為CV《5.7%。實據(jù)例3:聚掛tt(PP雄材，m5^切成21X9公分基板備用。(1) 在絲印導電磯墨中加入2.5%的羥乙基纖錐素，加入20%的電子導電載 胃料鐵慨化鉀'混勻備用；(2) 將350目數(shù)的金屬或尼龍聚翻材料絲兩固定在方型輕質(zhì)金屬權(quán)加上，在 暗室內(nèi)涂上柯達感光膠，，備用；(3) 將計算機繪制的工作電極和參考電極負片置于感光膠上，于40瓦紫外 燈下暴光30分鐘，用高壓水槍沖洗去被電橛負片壤蓋的未硬4i^光膠，千儺后形成絲印模板；(4) 將帶有工作電極和參考電極圈形的絲印糊安裝于自動絲印#1±備用；(5) 將活性為300國際單位的葡菊i(m化ll配入120亳摩爾每升的檸 緩 沖液中，同時添膽観化鉀每升600亳克，雜合劑等，充分潘勻后擁置4TC冰箱備用o絲印制作方法同實雄禍i，將黼成鵬H^t條，豕于攤l^僅中并在工作電輾和參考電極兩段霣加400 mV工作電壓，分別籌定不同濃度的葡菊糖，結(jié)果表明反應發(fā)生is秒后，a^制作電極良好的漏試重復性和相關性，經(jīng)閼醫(yī)院生化分析儀比較，分別取50份葡萄糖質(zhì)控液和鄰份糖尿病人血樣葡萄糖對照測試，其相關 性Y達到0.97,糖試條的相對標準誤差為CV《&爐/"
權(quán)利要求
1. 一種血糖測試儀配套試紙，主要包括一個基片(1)，基片(1)上印有一種銀涂層(2)，基片(1)上印有一種碳涂層(3)，在基片(1)的一端印有同讀出儀表相連的導線(4)，其特征在于，工作電極(3)和參考電極(3)分別是印在基片(1)導電銀層上形成的碳涂層，工作電極(3)上印有催化血液葡萄糖反應的生物酶6，以及一種能在酶催化反應中心和電極之間進行電子傳遞的介質(zhì)和黏合劑，覆有雙面膠7和親水膜8，如此構(gòu)成一個電路回路，反應時根據(jù)血液中葡萄糖濃度的高低，產(chǎn)生相應大小的電流信號，并被測試儀檢測讀出。
2、 根據(jù)杈利要求1所述的人體,試紙，其特征是，被翻試的物質(zhì)可以是乳 酸、膽固醇或葡萄糖，使用的酶可以是乳酸氧化酶、膽固醇氧化酶和葡萄糖氧化 酶。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的血耱試紙，其特征是，工作電極(3)是一種絲網(wǎng) 印鑭在支# 1上的多層導電薄膜(6)，在導電薄鵬(6)內(nèi)印鵬了包含催化生化反 應的酶和能在籌催化反應同電極之間進行電子傳遞的介質(zhì)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1 ,的血糖漏試僅配奢試紙，其特征是，工作電極(3) 與參比電極(3)靠近，兩個電極構(gòu)成一個有效反應區(qū)域，在同瀾試儀連接后，組 成有效，成分測試系統(tǒng)'
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的血糖鳙試儀配套試紙，其特征是，基片的材料是一 ,性好、絕錄度高的聚合材料，如聚鉱乙錄，聚蘿或聚親酸酯。
6、 一種血,紙的制作方法，其特征在于采用生物傳感及電化學原理，通 過絲網(wǎng)印刷技術(shù)法制作上述試紙，絲網(wǎng)印刷不限于印制導電線路，還將比較敏感 的生物元件直接印刷在電極支持物上，印刷材料的量和面積完全由電腦精確控制。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的血Km紙的制作方法，其具體歩鐮如下-(1) 在絲印導電碳墨中加入1.2-2.5%的羥乙基纖維素，加入10"20%的電子 導電載,料，如苯醒或鐵銀化鉀，潘勻備用(2) 將200"400目數(shù)的金屬或尼龍聚酯材料絲網(wǎng)畫定在方型輕質(zhì)金屬框加上， 在暗室內(nèi)涂上柯達感，，^H8I備用；(3) 將計算機繪制的工作電極和參考電極負片置于感光膠上，于20 40瓦紫外燈下暴光15>30分鐘，用髙壓水槍沖洗去被電極負片稷蓋的未硬化感光膠，干艤后形成絲印微；(4) 將帶有工作電極和參考電極豳形的絲印模叛安裝于自動絲印機上備用；(5) 將活性為l(WO闥際單位的乳酸諷化糖或Sltt為12-25國際單位的膽國 醇氧化酶或活性為200-500國際單位的葡菊糖氧化酶，配入5(M加毫搴爾每升的 檸樣麟沖液中，同鄉(xiāng)加苯醒或鐵慨化鉀每升200-800毫克，雜合擁等充分裉 勻后擱置41C冰箱備用。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的iLim紙的iS^方法， #征是，工作電極先 采用絲網(wǎng)印刷技7^裕導電銀墨和導電碳墨印在基片上；然后印剿簾和電子傳遞體， 如苯醒或鐵裉化鉀及載合擁，參考電極以相同的方法制作。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6和7所述的血糖試紙的制作方法，其特征是，用于絲網(wǎng)刷 的油墨中包括粘合劑、導電物和籌。
全文摘要
血糖測試儀配套試紙及其制作方法屬于生物傳感技術(shù)領域。試紙的基片上印有碳涂層構(gòu)成工作電極和參考電極以及電回路，基片一端印有同讀出儀表相連的導線，工作電極和參考電極分別是印在基片導電銀層上形成的碳涂層，工作電極上還印刷有生物酶以及介質(zhì)和黏合劑。方法采用生物傳感及電化學原理，通過絲網(wǎng)印刷法制作上述試紙，絲網(wǎng)印刷不限于印制導電線路，還將比較敏感的生物元件直接印刷在電極支持物上，印刷材料的印刷量和印刷面積完全由電腦精確控制。本發(fā)明試紙一旦接觸人體體液后，可在相應的配套測試儀器上方便直觀的讀出測試結(jié)果，制作方法簡單，精度高，成本低，方便后期加工和封裝，有利于規(guī)?；a(chǎn)。
文檔編號G01N27/406GK101246175SQ20071003755
公開日2008年8月20日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月14日
發(fā)明者軍 胡 申請人:軍 胡