CN102507670A - 电化学尿酸测试条以及该测试条的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电化学尿酸测试条，包括绝缘基底(1)、工作电极(2)和对电极(3)，工作电极(2)和对电极(3)并排、间隔地设置在绝缘基底(1)的第一端上，工作电极(2)上设置有一层抗干扰的试剂层，试剂层的成分包括抗坏血酸氧化酶、高分子化合物和缓冲液；工作电极(2)的成分包括非水溶性氧化还原电子介体。本发明还提供了一种电化学尿酸测试条的制作方法。本发明的测试条使用了非水溶性电子介体，结合去干扰酶层，其去抗坏血酸的效果显著。测试中，抗坏血酸对尿酸测试的干扰作用非常小。

Description

电化学尿酸测试条以及该测试条的制作方法

技术领域

本发明涉及尿酸测试领域，特别地，涉及一种电化学尿酸测试条。此外，本发明还涉及一种上述测试条的制作方法。

背景技术

目前已报道的测定尿酸的方法主要有高效液相色谱法、电化学法、酶法、化学发光法等。在这些方法中，直接电化学方法具有快速、简便和灵敏度高等优点，而且直接电化学法无需生物活性酶的参与反应，反应不受酶活性大小的影响。然而，在使用该方法直接应用于测定尿酸时，一些具备氧化还原性质的物质在测试中都会有干扰，如抗坏血酸、多巴胺、左旋多巴等，尤其以抗坏血酸的干扰最为严重。

由于抗坏血酸和尿酸共存于生物体中，且具有相近的氧化电位，抗坏血酸的存在严重影响了尿酸的测定，化学修饰电极被广泛应用于抗坏血酸存在时选择性测定尿酸。如Saeed.S(Electrochimica Acta 51(2006)2599-2606.)中，在玻碳电极表面用硫堇-Nafion修饰的膜，可将抗坏血酸的氧化电位减小，因此区分了尿酸与抗坏血酸。Markas.A.T等(Analyst，Augst1992，vol117)中，用Nafion修饰丝网印刷碳电极表面，将pH值调节至2.0，此时测试抗坏血酸存在下尿酸的反应，有71％的抗坏血酸被阻挡在膜外面，不能到达电极表面，因此达到抗干扰的目的。然而，这些化学修饰电极抗干扰作用较好，但制作方法复杂，且不容易批量生产，也不适用于自我监测使用，只适合于实验室测定。

CN101349667中发明的电化学传感器，包括基底电极，其中基底电极上设有电化学催化剂层和位于电化学催化剂层上的混合酶层，混合酶层中包含催化待测生理活性物质氧化的脱氢酶和消除干扰用的氧化酶。消除干扰的酶与检测待测物质的酶一同混合，一些具备相似电位的物质如尿酸与抗坏血酸就会同时反应，抗坏血酸就大大干扰了尿酸的测试。

发明内容

本发明目的在于提供一种去抗坏血酸干扰的电化学尿酸测试条，以解决现有技术抗坏血酸对尿酸测试的干扰问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种电化学尿酸测试条，包括绝缘基底、工作电极和对电极，工作电极和对电极并排、间隔地设置在绝缘基底的第一端上；工作电极上设置有一层抗干扰的试剂层；试剂层的成分包括抗坏血酸氧化酶、高分子化合物和缓冲液；工作电极的成分包括非水溶性氧化还原电子介体。

进一步地，工作电极和对电极并排、间隔地设置在绝缘基底的第一端上，在工作电极和对电极上均设置有一层试剂层；工作电极从绝缘基底的第二端伸出有第一引出导线，对电极从绝缘基底的第二端伸出有第二引出导线。

进一步地，非水溶性氧化还原电子介体为非水溶性二茂铁及二茂铁类衍生物或者有机染料。优选为二茂铁甲醇。高分子化合物为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、甲基纤维素或者乙基纤维素。优选为羧甲基纤维素钠。缓冲液为磷酸缓冲液、Tris-HCl缓冲液或者柠檬酸缓冲液。优选为磷酸缓冲液。

进一步地，工作电极的成分还包括碳粉、树脂、有机溶剂及助剂；其中，各组分的组成为：碳粉25～40重量份、树脂30～40重量份、有机溶剂20～40重量份、非水溶性氧化还原电子介体0.01～0.1重量份和助剂0.01～0.1重量份。

进一步地，树脂为丙烯酸类树脂、聚氨酯类树脂、聚酯类树脂中的一种或几种，优选为聚氨酯树脂；有机溶剂为环己酮、己醚、异氟尔酮、DBE中的一种或几种，优选为环己酮，助剂为聚乙烯二醇(分子量为1500～4000)、聚乙烯蜡(平均相对分子量为10000～20000)、氧化聚乙烯蜡、聚乙二醇(分子量约为190～420)石蜡、己烯基双硬脂酰胺、三硬脂酸甘油酯，，优选为聚乙二醇(分子量为190～420)。

进一步地，对电极为银或者氯化银，或者对电极为银和氯化银的混合物。

进一步地，测试条还包括一绝缘层，绝缘层粘贴在绝缘基底上，并部分地覆盖工作电极、对电极、第一引出导线和第二引出导线。

进一步地，工作电极上的试剂层和对电极上的试剂层的上部均粘合加盖有亲水性膜。

进一步地，亲水性膜和绝缘层上设置有盖膜。

一种电化学尿酸测试条的制作方法，制作步骤为：第一步，用丝网印刷方式在绝缘基底上印刷出第一引出导线和第二引出导线，用丝网印刷方式在绝缘基底上印刷出含有非水溶性氧化还原电子介体的工作电极和含有银/氯化银的对电极，且使工作电极覆盖第一引出导线的第一端，使对电极覆盖第二引出导线的第一端；第二步，在工作电极和对电极上各覆盖一层含抗坏血酸氧化酶的抗干扰的试剂层。

进一步地，在第一步和第二步之间还包括在工作电极、对电极、第一引出导线和第二引出导线上部分地印刷绝缘层的步骤；在第二步之后还包括先在试剂层的边缘粘贴双面胶片，再在试剂层上面粘贴亲水性膜，最后在亲水性膜和绝缘层上粘贴盖膜的步骤。

本发明提供了一种去抗坏血酸干扰的尿酸测试条。这种试条有着双层反应层，两层的反应分别进行，互不干扰。底层为含有能与尿酸反应的非水溶性的氧化还原电子介体，反应如下：

尿酸+氧化型电子介体→尿囊素+还原性电子介体

反应无需尿酸氧化酶的参与，电子介体直接氧化尿酸生成尿囊素，反应亦不受酶活性的限制，制作成的试条保存条件也更加简便，成本更低，更加经济实用。使用非水溶性的电子介体在制作成碳浆时，能很好的溶解在有机溶剂中，均匀分散在工作电极的碳浆中。

工作电极上层含有去抗坏血酸干扰的抗坏血酸氧化酶，用于去除样品中抗坏血酸的干扰。这样的一层去干扰酶层是采用滴加的方式制作而成的。滴加酶层的方式操作简便，但配制的酶液都是水溶性的，在滴加酶液后，工作电极里的水溶性物质会溶解于上层酶液中，而本发明中，我们在底层使用非水溶性的电子介体，滴加酶液时非水溶性的电子介体不会与酶层互溶，保证了两层反应互不干扰。

这样的双层反应层在测试时，样品首先与上层的去干扰酶层反应，去干扰酶层中的抗坏血酸氧化酶将抗坏血酸氧化，经过了去干扰酶层的样品在底层的反应时，反应的信号即全部为尿酸反应的信号，达到了去干扰的目的。

本发明具有以下优点：

1、使用非水溶性的氧化还原电子介体与碳粉、树脂、溶剂、助剂混合以丝网印刷的方式印刷在绝缘基底上，表面再滴加一层含抗坏血酸氧化酶的试剂层，因为使用了非水溶性的氧化还原电子介体，所以制作时表面滴加的含有抗坏血酸氧化酶的试剂层(试剂层是水溶性的，含有磷酸缓冲液)不会将底层的电子介体溶解出来，保证了制作时双层的反应层相互不干扰。易于规模化生产，成本低，检测尿酸无需使用尿酸氧化酶。

2、本发明由于在底层工作电极里使用了非水溶性氧化还原电子介体，上层即工作电极表面又有一层抗坏血酸氧化酶层，因此在测试样品时，样品会首先通过上层的抗坏血酸氧化酶层，将样品中的抗坏血酸消耗，然后再经过底层即工作电极时，反应的信号即为尿酸反应信号，很好的去除了抗坏血酸对尿酸测试的干扰。实际测试中，抗坏血酸对尿酸测试的干扰作用非常小。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的尿酸测试条的结构示意图；以及

图2是本发明优选实施例的尿酸测试条的制作过程的展开示意图；

图3是本发明优选实施例的尿酸测试条的制作过程的平面示意图；

图4是本发明优选实施例的尿酸测试条的有否加入抗坏血酸酶的试剂层的测试对比示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1、图2和图3，一种电化学尿酸测试条，包括一层绝缘基底1、工作电极2、对电极3、绝缘层4、双面胶片5、亲水性膜6和盖膜7。

该绝缘基底1使用性质稳定的不导电材料制作，优选地，可选用PVC或者PET材料。

工作电极2和对电极3并排地、有一定间距地设置在绝缘基底1的第一端上。工作电极2和对电极3是使用印刷的方式设置在绝缘基底1上的。优选地，工作电极2和对电极3是使用丝网印刷的方式设置在绝缘基底1上。工作电极2向绝缘基底1的第二端伸出有第一引出导线21。第一引出导线21与工作电极2有搭接部分，该搭接部分可以设置在工作电极2的下部，也可以设置在工作电极2的上部。对电极3向绝缘基底1的第二端伸出有第二引出导线31。第二引出导线31与对电极3有搭接部分，该搭接部分可以设置在对电极3的下部，也可以设置在对电极3的上部。第一引出导线21和第二引出导线31可以使用常用的导电材料制作，优选地，第一引出导线21和第二引出导线31选用银、金、铂或者碳，或者至少两种材料的混合物。第一引出导线21和第二引出导线31使丝网印刷的方式设置在绝缘基底1上。在本发明中，可以先印刷好第一引出导线21和第二引出导线31，再印刷工作电极2和对电极3；也可以先印刷好工作电极2和对电极3，再印刷第一引出导线21和第二引出导线31，只需保证第一引出导线21和第二引出导线31分别与工作电极2和对电极3接通即可。

工作电极2为导电碳。工作电极2是由25～40重量份碳粉、30～40重量份树脂、20～40重量份有机溶剂、0.01～0.1重量份非水溶性氧化还原电子介体和0.01～0.1重量份助剂混合均匀后制作成而成。优选地，工作电极2的组分为35重量份碳粉、35重量份树脂、29.9重量份有机溶剂、0.05重量份非水溶性氧化还原电子介体和0.05重量份助剂。其中，树脂为聚氨酯；有机溶剂为异氟尔酮或者DBE，或者异氟尔酮和DBE的混合物，其中，DBE为二甲酸酯；该非水溶性氧化还原电子介体为非水溶性二茂铁及其衍生物、有机染料中的至少一种；助剂为聚乙烯二醇(分子量为1500～4000)、聚乙烯蜡(平均相对分子量为10000～20000)、氧化聚乙烯蜡、聚乙二醇(分子量约为190～420)石蜡、己烯基双硬脂酰胺或者三硬脂酸甘油酯，优选为聚乙二醇(分子量为190～420)。优选地，非水溶性氧化还原电子介体为二茂铁甲醇。工作电极2中的非水溶性氧化还原电子介体具有良好的有机溶解性，能均匀的与碳粉、树脂及助剂混合。此外，工作电极2中的非水溶性氧化还原电子介体不会渗漏至样本中而影响测量的正确性。

对电极3为银或者氯化银，或者银和氯化银的混合物。优选地，对电极3为银/氯化银混合物。

在工作电极2和对电极3上各设置有一层抗干扰的试剂层，该试剂层包括高分子化合物、抗坏血酸氧化酶和缓冲液。优选地，该高分子化合物为羧甲基纤维素；该缓冲液为磷酸缓冲液，pH值为7.2。试剂层覆盖在工作电极2和对电极3的表面，优选地，试剂层使用点样机将反应试剂等量点加在工作电极3表面，晾干即可。作为另外的实施例，试剂层可以使用预先制作的方式，如将一层薄的吸水纸浸润抗干扰酶液，晾干，紧紧覆盖在工作电极表面即可。

绝缘层4粘贴在绝缘基底1上，并位于工作电极2和对电极3的两侧。并且，绝缘层4部分地覆盖工作电极2、对电极3的两侧边。位于绝缘基底1的第二端处的第一引出导线21和第二引出导线31露在绝缘层4的外面。优选地，绝缘层4包括第一绝缘层41和第二绝缘层42，第一绝缘层41和第二绝缘层42分别设置于工作电极2和对电极3的两侧。第一绝缘层41覆盖第一引出导线21和第二引出导线31以及工作电极2和对电极3的边缘部分，且第一引出导线21和第二引出导线31在绝缘基底1的第二端处留有一小段未覆盖绝缘层4；第二绝缘层42覆盖工作电极2和对电极3在绝缘基底1的第一端处的边缘和绝缘基底1的第一端。

双面胶片5粘贴第一绝缘层41和第二绝缘层42的侧边处，且每一双面胶片5的一侧边覆盖在工作电极2和对电极3的侧边处。

亲水性膜6加盖在工作电极2上的试剂层和对电极3上的试剂层的上部，且亲水性膜6的周缘粘贴于双面胶片5上。

盖膜7设置绝缘层4上，且盖膜7覆盖住全部绝缘层4，并和位于绝缘层4出的双面胶片5粘贴。盖膜7与亲水性膜6的接触处部分覆盖于亲水性膜6上。这样，绝缘基底1、双面胶片5、亲水性膜6和盖膜7之间共同形成进样腔。该进样腔可以设置在工作电极2和对电极3之间，也可以设置在工作电极2或者对电极3的外侧。

结合参见图2和图3，本发明的电化学尿酸测试条的制作方法，具体步骤为：

第一步，用丝网印刷方式在绝缘基底1上印刷出第一引出导线21和第二引出导线31；

第二步，用丝网印刷方式在绝缘基底1上印刷出工作电极2和对电极3，且使工作电极2覆盖第一引出导线21的第一端，对电极3覆盖第二引出导线31的第一端；

第三步，在工作电极2、对电极3、第一引出导线21和第二引出导线31上部分地印刷绝缘层4；

第四步，在工作电极2和对电极3的裸露部分覆盖上试剂层；

第五步，试剂层层干燥后，在试剂层的边缘粘贴双面胶片5，再在试剂层上粘贴一层亲水性膜6；

第六步，在亲水性膜6和绝缘层4上粘贴盖膜7。

作为另外的实施例，该方法中的第一步和第二步可以变换顺序，即先印刷好工作电极2和对电极3，再印刷第一引出导线21和第二引出导线31；该方法中的第一步和第二步也可以合成一步。第四步中试剂层的设置可以使用预先制作的方式，如将一层薄的吸水纸浸润抗干扰酶液，晾干，紧紧覆盖在工作电极表面。

作为另外的实施例，上述方法中可以不需要第三、第五、及第六步的步骤。

使用本发明的电化学尿酸测试条时，将试条的一段与微型电化学检测仪器链接。样品经电化学尿酸测试条的进样腔一端自动吸入，并等样本中的抗坏血酸与工作电极2和对电极3上的层试剂层中的抗坏血酸氧化酶发生反应。当样本中的抗坏血酸逐渐消耗完成之后，再通过微型电化学检测仪器进行检测。此时，微型电化学检测仪器记录的电流只有尿酸反应的电流值，再通过软件换算即可得到相应的尿酸值。

为了达到工艺制作简单，易于产业化生产，本发明的测试条采取双层反应层来达到去干扰的效果。底层采用含特定电子介体的丝网印刷导电碳层，上层采用含有抗坏血酸氧化酶的高分子膜层。独特之处在于，底层的导电碳层所包含的特定电子介体是一种非水溶性的，样品反应时先经过上层去除了样品中的抗坏血酸，到达底层时就只有尿酸反应的信号了，如底层是水溶性的电子介体，则反应时，底层的水溶性电子介体会复溶于样品中，进而与上层酶层发生交叉反应，因此我们的发明中使用了非水溶性的电子介体就可以很好的解决这一问题。

参见图4，本发明的去抗坏血酸干扰的电化学尿酸测试条使用加入抗坏血酸酶的试剂层后，其去干扰效果十分明显，图4中线I表示加入抗坏血酸酶试剂层后的测试结果：抗坏血酸浓度变大，测试尿酸的酸度值基本不变。图4中线II表示未加入抗坏血酸酶试剂层后的测试结果：作为本发明的去抗坏血酸干扰的电化学尿酸测试条的对比图像，测试条中没有加入抗坏血酸酶的试剂层，其测试的尿酸的酸度值随抗坏血酸浓度的增加而变化明显。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电化学尿酸测试条，其特征在于，包括：绝缘基底(1)、工作电极(2)和对电极(3)，所述工作电极(2)和所述对电极(3)并排、间隔地设置在所述绝缘基底(1)的第一端上；

所述工作电极(2)上设置有一层抗干扰的试剂层；

所述工作电极(2)的成分包括非水溶性氧化还原电子介体；

所述试剂层的成分包括抗坏血酸氧化酶、高分子化合物和缓冲液。

2.根据权利要求1所述的电化学尿酸测试条，其特征在于，

所述非水溶性氧化还原电子介体为非水溶性二茂铁及二茂铁类衍生物或者有机染料。

3.根据权利要求2所述的电化学尿酸测试条，其特征在于，

所述非水溶性氧化还原电子介体为二茂铁甲醇。

4.根据权利要求1所述的电化学尿酸测试条，其特征在于，

所述高分子化合物为羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维素、甲基纤维素或者乙基纤维素；所述缓冲液为磷酸缓冲液、Tris-HCl缓冲液或者柠檬酸缓冲液。

5.根据权利要求1所述的电化学尿酸测试条，其特征在于，

所述高分子化合物为羧甲基纤维素钠，所述缓冲液为磷酸缓冲液。

6.根据权利要求1所述的电化学尿酸测试条，其特征在于，

所述对电极(3)为银和氯化银的混合物。

7.一种如权利要求1所述的电化学尿酸测试条的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

第一步，用丝网印刷方式在绝缘基底(1)上印刷出第一引出导线(21)和第二引出导线(31)，用丝网印刷方式在所述绝缘基底(1)上印刷出含有非水溶性氧化还原电子介体的工作电极(2)和含有银/氯化银的对电极(3)，且使所述工作电极(2)覆盖所述第一引出导线(21)的第一端，使所述对电极(3)覆盖所述第二引出导线(31)的第一端；

第二步，在所述工作电极(2)和所述对电极(3)上各覆盖一层含抗坏血酸氧化酶的抗干扰的试剂层。

8.根据权利要求7所述的电化学尿酸测试条的制作方法，其特征在于，

在第一步和第二步之间还包括在所述工作电极(2)、所述对电极(3)、所述第一引出导线(21)和所述第二引出导线(31)上部分地印刷绝缘层(4)的步骤；

在第二步之后还包括先在所述试剂层的边缘粘贴双面胶片(5)，再在所述试剂层上面粘贴亲水性膜(6)，最后在所述亲水性膜(6)和所述绝缘层(4)上粘贴盖膜(7)的步骤。

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