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(lǐng)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(lǐng)域。
技術(shù)背景據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)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(shí)簾血糖翻試達(dá)到嚴(yán)^制用資和飲食，維 持病人血糖措數(shù)的穩(wěn)定。目前市場(chǎng)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(jiǎn)單su鼸，基鏞電極印黼完成后，還霱要生 #料的點(diǎn)樣加工，產(chǎn)量低，生產(chǎn)成本和廢品率都較離，只能達(dá)到中試規(guī)模生產(chǎn)，難以實(shí)行大繊工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)。經(jīng)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，美國(guó)專利公開號(hào)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(cè)試系統(tǒng)中包含有一個(gè)工作電極、 一個(gè)參考電極還 有一個(gè)校驗(yàn)電極，其目的是使系統(tǒng)更糖確地?fù)矶ㄊ苈┢咸烟?。系統(tǒng)還介紹了采用 控制反應(yīng)區(qū)空間使反應(yīng)腔內(nèi)的反應(yīng)混合物體積得到嚴(yán)格控制從而提高籌定的準(zhǔn)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(diǎn)樣設(shè)備將 生物簾溶液涂布到電極的表面，致使制作工藝復(fù)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(yīng)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(jiǎn)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(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明試紙包括 一個(gè)基片，如PP基片；基片上印有一個(gè)工作電極；基片上印有一個(gè)參考電極；兩個(gè)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(dǎo)線。工作 電橛和參考電極分期由印在基片導(dǎo)電銀層上復(fù)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(yīng)的生物酶，如葡萄im化酶，以及一種能在酶催化反應(yīng)中心和電極之間進(jìn)行電子傳遞的導(dǎo)電介質(zhì)和撇合劑，如此構(gòu)成一個(gè)電路回路a反應(yīng)時(shí)餵據(jù)血壤中曹萄m度的高低，產(chǎn)生相應(yīng)大小的電淹信號(hào)，并IHi 試儀檢測(cè)讀出。本試紙省略了生物元件點(diǎn)樣設(shè)備，工藝更加簡(jiǎn)單。被瀾試的物貭可以是乳酸、膽國(guó)醪或葡m，使用的酶可以是乳酸諷化酶、膽國(guó)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(dǎo)電薄醭，在導(dǎo)電薄鵬上再印劇一層包含催化生化反應(yīng)的酶和能在,化反應(yīng)同電極之間進(jìn)行電子傳遞的導(dǎo)電介質(zhì)和黏合劑.這種工作電極饞傳通酶?jìng)嗷磻?yīng)后產(chǎn)生的電流a工作電極與參比電 極靠近，兩個(gè)電極構(gòu)成一個(gè)有效反應(yīng)區(qū)域，在同測(cè)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(xué)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(dǎo)電線路，還將比較敏感的生物元件如酶、導(dǎo)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(duì)本發(fā)明方&#進(jìn)一歩的說明，具體歩驟如下(1) 在絲印導(dǎo)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(dǎo)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(dá)感光膠，干燥備用；(3) 將計(jì)算機(jī)繪制的工作電極和參考電極負(fù)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(fù)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(dòng)絲印4WJ:備用；(5) 將活性為35>柳國(guó)際單位的乳自化酶或 #為20>鄰國(guó)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(shí)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?jiǎng)蚝髶碇?TC,備用。工作電極先采用絲網(wǎng)印刷機(jī)將導(dǎo)電銀墨和導(dǎo)電硪墨印在基片上；然后印刷酶 和導(dǎo)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(dǎo)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(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和顯著進(jìn)步，本發(fā)明方法將絲網(wǎng)印刷技術(shù)擴(kuò)展到了生 物元件鸛的印鵬。PWft了生產(chǎn)工藝il^要求簡(jiǎn)化了生產(chǎn)設(shè)備提高了產(chǎn)品的產(chǎn) 業(yè)化水平。絲印材料和絲印設(shè)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(dǎo)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(fù)性得到充分保障。本發(fā)明試紙一旦接觸人體 # 后，可在相應(yīng)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(jiǎn)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(tuán) 具體實(shí)旌方式如圖1所示，本發(fā)明試紙包括 一個(gè)基片l，基片1上印有銀涂層導(dǎo)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(dǎo)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(yīng)的生物瞎，如葡萄,化,，以及一種能在酶催化反應(yīng)中心和電極之間進(jìn)行電子傳遞的介質(zhì)和載合劑，如此構(gòu)成一個(gè)電路回路，反應(yīng)時(shí)極據(jù)血鋃中葡wr濃度的高低，產(chǎn)生相應(yīng)大小的電濂信號(hào)， 并被籌試儀檢瀾讀出。被測(cè)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(jìn)入反應(yīng)區(qū)。結(jié)合本發(fā)明方法的內(nèi)^H供以下實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一歩的說明。 實(shí)施例l:聚乙烯(PVC)板材，預(yù)先切成21X9公分基板備用。(1) 在1克絲印導(dǎo)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(dǎo)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(dá)感光膠，千燥備用。(3) 將計(jì)算機(jī)繪制的工作電極和參考電極負(fù)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(fù)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(dòng)絲印機(jī)上備用。(5)將活性為1 國(guó)際單位的乳酸氣化酶配入鄰毫摩爾每升的檸機(jī)醻緩沖液 中，同時(shí)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(dòng)絲網(wǎng)印刷機(jī)上添加導(dǎo)電銀墨(埃奇森Acbesoii427 SS)進(jìn)行導(dǎo)電 線路的印劇；干燥后在自動(dòng)絲網(wǎng)印鵬機(jī)上加入上述漏合導(dǎo)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(guó)化20分鐘，在每一片PVC基片上形成鄰對(duì)工作和參考電極，然后取出 備用。制作可測(cè)試乳酸，膽固醉和葡萄糖的酶試紙時(shí)，取出已制成的基礎(chǔ)工作電極和參考電極，將上述(5〉中的混合液加入6動(dòng)絲網(wǎng)印鯛機(jī)上進(jìn)行印制a上述的絲印薄電極制成干燥后，將一約10mm寬，220nun長(zhǎng)的雙面膠和親水 膜復(fù)合體覆蓋在反應(yīng)區(qū)上，加溫，。印鵬完的電輾片在加溫，3小時(shí)后冷卻。 用剪切機(jī)將干燥后的測(cè)試片切成30極斑長(zhǎng)，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(cè)定不同濃度的乳酸，結(jié)果表明反應(yīng)發(fā)生10秒后，顯示制作電極良好的獮試重復(fù)性和相關(guān)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(duì)照雜試，其相關(guān)性Y達(dá)到0.9567瀕試條的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差為CV《 6.5%。實(shí)施例2:聚酯，ET)板材，預(yù)先切成21X9公分基板備用。(1) 在絲印導(dǎo)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(dǎo)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(dá)感光膠，^Hi備用。(3〉將計(jì)算機(jī)繪制的工作電極和參考電極負(fù)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(fù)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(dòng)絲印機(jī)上備用。(5) 將活性為25國(guó)際單位的膽國(guó)酵覲化酶配入鄰毫摩爾每升的 ^沖液 中，同時(shí)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(shí)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(yīng)發(fā)生20秒后，顯示制作電極良好的籌試重復(fù)性和相關(guān)性。經(jīng)同生化分析儀比較， 取30份膽國(guó)瞎質(zhì)控液和加^人血樣艇翻酵對(duì)履iB(,其相關(guān)性Y^H 01967， 籌試條的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差為CV《5.7%。實(shí)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(dǎo)電磯墨中加入2.5%的羥乙基纖錐素，加入20%的電子導(dǎo)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(dá)感光膠，，備用；(3) 將計(jì)算機(jī)繪制的工作電極和參考電極負(fù)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(fù)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(dòng)絲印#1±備用；(5) 將活性為300國(guó)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(shí)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(shí)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(yīng)發(fā)生is秒后，a^制作電極良好的漏試重復(fù)性和相關(guān)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(duì)照測(cè)試，其相關(guān) 性Y達(dá)到0.97,糖試條的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)誤差為CV《&爐/"
權(quán)利要求
1. 一種血糖測(cè)試儀配套試紙，主要包括一個(gè)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(dǎo)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(dǎo)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(yīng)的生物酶6，以及一種能在酶催化反應(yīng)中心和電極之間進(jìn)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(gè)電路回路，反應(yīng)時(shí)根據(jù)血液中葡萄糖濃度的高低，產(chǎn)生相應(yīng)大小的電流信號(hào)，并被測(cè)試儀檢測(cè)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(dǎo)電薄膜(6)，在導(dǎo)電薄鵬(6)內(nèi)印鵬了包含催化生化反 應(yīng)的酶和能在籌催化反應(yīng)同電極之間進(jìn)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(gè)電極構(gòu)成一個(gè)有效反應(yīng)區(qū)域，在同瀾試儀連接后，組 成有效，成分測(cè)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(xué)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(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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(dá)感，，^H8I備用；(3) 將計(jì)算機(jī)繪制的工作電極和參考電極負(fù)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(fù)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(dòng)絲印機(jī)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(guó)際單位的膽國(guó) 醇氧化酶或活性為200-500國(guó)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(dǎo)電銀墨和導(dǎo)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(dǎo)電物和籌。
全文摘要
血糖測(cè)試儀配套試紙及其制作方法屬于生物傳感技術(shù)領(lǐng)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(dǎo)線，工作電極和參考電極分別是印在基片導(dǎo)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(xué)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(dǎo)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(yīng)的配套測(cè)試儀器上方便直觀的讀出測(cè)試結(jié)果，制作方法簡(jiǎn)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(hào)G01N27/406GK101246175SQ20071003755
公開日2008年8月20日 申請(qǐng)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(qǐng)人:軍 胡