CN100570350C - 全血肌酸激酶生物传感电极 - Google Patents

Abstract

全血肌酸激酶生物传感电极属于生物传感技术领域。主要包括：一条具有持握手柄的PVC底板上印刷有连接导线，有固定化反应物层的工作电极和Ag/AgCl参考电极，两条间隔开的胶带及塑料薄膜上盖形成左右侧均有开孔的反应池。血样虹吸入反应池后，与反应物作用，通过电化学系统实验现血液中肌酸激酶含量的快速、便捷测试。其中加长拿握手柄便于电极条的拿取，左右侧进样孔适用于从左右手不同的手指取血。

Description

全血肌酸激酶生物传感电极

技术领域

本发明涉及的是一种生物传感器，特别是一种全血肌酸激酶生物传感电极的制作方法，属于生物传感技术领域。

背景技术

血清肌酸激酶(CK)也称磷酸肌酸激酶(CPK)，主要用于心脏疾病特别是心肌梗塞、Duchenne肌萎缩及各种类型的原发性肌萎缩等疾病的诊断。血清肌酸激酶指标也是反映运动员训练过程中肌肉微损伤情况的最主要指标，它与运动员的训练强度和从事的项目特点相关，是评价运动员的机能水平、训练状况的重要手段。

目前的测试方有已糖激酶法(或称N-乙酰半胱氨酸法)、甘油-3-磷酸氧化酶法等酶动力法，主要是通过肌酸激酶催化底物经一系列反应，最后生成有颜色的产物，再通过分光光度计测量反应产物颜色的变化速率，计算肌酸激酶的活性。但是这种测试方法存在较多不便之处，如要取静脉血、要离心取血清、要有半自动或全自动生化分析仪等较昂贵的仪器、要有熟练的操作人员等，不利于肌酸激酶指标的广泛应用，特别是不利于运动员的现场监测。

酶电极方法具有测试速度快、特异性高、灵敏度高的特点，是简化测试程序，实现现场使用的最佳方法。目前还没有利用酶电极的方法对肌酸激酶进行测试的相关报道。

本发明所利用生物化学反应过程如下：

2H₂O₂+Fe(CN)₆ ^4-→Fe(CN)₆ ^3-+e-+2H₂O+O₂

其中CK为肌酸激酶，GK为甘油激酶，GPO为磷酸甘油氧化酶。

在电极条的构造方面，中国专利：CN 1447113A，专利名称：“血糖测试仪配套试纸及制作方法”中介绍的电极条不易做到精确定量取样和中国专利：CN 1462880A，专利名称：“全血乳酸生物传感器”，介绍的电极条虽可精确取样，但取样孔开在一侧，对于为避免同一部位反复扎刺而变换不同手指取样则有不便之处。另外这两种电极条上均没有用于拿握的地方，这样要将体积小巧的电极条插入测试仪而又不污染反应区就成为较为困难的动作。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种快速、简便的进行全血肌酸激酶测试的生物酶电极条，使人体血液虹吸入电极条后可在相应的配套仪器上方便直观的读出测试结果。

本发明是通过以下技术方案实现的。本发明采用生物传感方法及电化学原理，通过丝网印刷和酶固定化技术实现对血液中的肌酸激酶进行测定的。以下对本发明作进一步的说明，具体如下：

酶电极条是在一条具有10～18mm持握手柄(12)的PVC底板(1)上印刷有连接导线(2，4)，用于与测试仪相连并加有0.36V电压，印刷连接导线(2，4)与工作电极(5)和参考电极(6)相连接，在工作电极(5)上有固定化的反应物层(7)，参考电极(6)有Ag/AgCl层(8)，在电极上粘有两条与电极垂直的间隔开的双面胶带纸(9)，上盖有塑料薄膜(11)，形成左右侧均有开孔的反应池(10)，可通过虹吸将血样吸入，在工作电极、参考电极形成的电化学系统上反应测试。

反应电极上固定化的反应物层(7)含有：磷酸肌酸、二磷酸腺苷、甘油等反应底物，含量分别为20～120、5～50、5～20μg；甘油激酶、甘油磷酸氧化酶等对反应起催化作用的酶，含量分别为0.1～1、0.05～0.5U/L；混有电子媒介体铁氰化钾，含量为20～100μg；对酶及反应底物起固定作用的明胶、丝素蛋白、甲基纤维素、牛血清白蛋白中的一种，含量为20～200μg；咪唑缓冲液、磷酸缓冲液中的一种，pH值为6.0～8.0，含量为40～200μg。

本发明具有的实质性特点和显著进步：1)首次使用酶电极方法进行血液肌酸激酶的测试，此方法比需要半自动或全自动仪的酶动力比色法更为方便快捷；2)首先利用印刷酶电极的方法进行生物酶的活性测定，而以往只是用此印刷酶电极方法测试反应底物：3)首次在电极上进行了多种酶的联合反应；4)电极条的加长拿握手柄，有利于电极条的拿取，而不会污染影响电极反应物；5)左右侧进样孔适用于左右手不同的手指取血。

附图说明

图1全血肌酸激酶生物传感电极结构示意图。

图2全血肌酸激酶生物传感电极结构分解图。

图3全血肌酸激酶生物传感电极的循环伏安图。

其中图1，图2中：1.PVC底板，2.连接导线银层，3.电极银层，4.连接导线碳层，5.工作电极碳层，6.参考电极碳层，7.反应物层，8.Ag/AgCl层，9.双面胶带纸，10.双侧开孔反应池，11.塑料薄膜，12.加长拿握手柄。

图3，循环伏安法实验采用二电极体系，工作电极为酶电极，参比电极为Ag/AgCl电极。检测电位范围为-600～600mV，扫描速度为50mV/s。电解液为pH7.0的磷酸盐缓冲液，加入不同浓度的CK质控血清，其中A.CK含量140U/L，B.CK含量270U/L。

具体实施方式

实施例1：用丝网印刷方法在PVC底板(1)上用导电银浆油墨印刷连接导线银层(2)、电极银层(3)，在其上用碳油墨印刷连接导线碳层(4)、工作电极碳层(5)、参考电极碳层(6)，再用银浆油墨与AgCl混合，混合比例为10/1(W/W)印刷在参考电极碳层上成为Ag/AgCl层(8)。在工作电极和反应电极上横向覆盖两条双面胶带纸(9)，中间形成一条反应池通道。将含有磷酸肌酸39μg、二磷酸腺苷51μg、甘油11μg、甘油激酶1U/L、甘油磷酸氧化酶1U/L铁氰化钾20μg、明胶20μg、pH值为6.8咪唑缓冲液40μg的混合液5μl滴加在反应池通道的的工作电极上，室温干燥，形成反应物层(7)。再在其上覆盖塑料薄膜(11)，形成双侧开孔的反应池(10)。在PVC底板的电极端留有12mm长的空白端做为加长拿握手柄(12)。

实施例2：用丝网印刷方法在PVC底板(1)上用导电银浆油墨印刷连接导线银层(2)、电极银层(3)，在其上用碳油墨印刷连接导线碳层(4)、工作电极碳层(5)、参考电极碳层(6)，再用银浆油墨与AgCl混合，混合比例为10/1(W/W)印刷在参考电极碳层上成为Ag/AgCl层(8)。在工作电极和反应电极上横向覆盖两条双面胶带纸(9)，中间形成一条反应池通道。将含有磷酸肌酸39μg、二磷酸腺苷51μg、甘油11μg、甘油激酶1U/L、甘油磷酸氧化酶1U/L铁氰化钾20μg、丝素蛋白40μg、pH值为6.8磷酸缓冲液100μg的混合液5μl滴加在反应池通道的的工作电极上，室温干燥，形成反应物层(7)。再在其上覆盖塑料薄膜(11)，形成双侧开孔的反应池(10)。在PVC底板的电极端留有12mm长的空白端做为加长拿握手柄(12)。

Claims (3)

1、一种全血肌酸激酶生物传感电极，包括：一条具有持握手柄(12)的PVC底板(1)上印刷有连接导线(2，4)，用于与测试仪相连并加有0.36V电压，印刷连接导线(2，4)与工作电极(5)和参考电极(6)相连接，在工作电极(5)上有固定化的反应物层(7)，参考电极(6)有Ag/AgCl层(8)，在电极上粘有两条与电极垂直的间隔开的双面胶带纸(9)，上盖有透明塑料薄膜(11)，形成左右侧均有开孔的反应池(10)，所述反应物层包含有磷酸肌酸20～120μg，二磷酸腺苷51μg，甘油5～20μg，甘油激酶0.1～1U/L，甘油磷酸氧化酶1U/L，铁氰化钾20～100μg，明胶、丝素蛋白、甲基纤维素中的一种，含量为20～200μg，咪唑缓冲液或磷酸缓冲液中的一种，pH值为6.0～8.0，含量为40～200μg，所述持握手柄长度为10～18mm。

2、根据权利要求1所述的生物传感电极，其特征在于：反应物层中含有咪唑缓冲液、磷酸缓冲液中的一种，pH值为6.8。

3、根据权利要求1所述的生物传感电极，其特征在于：所述生物传感电极具有左右两侧开孔的反应池。

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