CN106353387A - 一种电化学测试条及同时检测多种待测物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电化学检测技术领域，尤其涉及一种电化学测试条及同时检测多种待测物的方法。本发明提供的电化学测试条中所有电极皆涂覆修饰酶膜，则每个电极均可作为工作电极检测血液中某一特定的目标分析物。增加了电化学试条中工作电极的占有率，提高了电化学试条检测多组分目标物的能力，既减少了电极生产成本，又简化了检测同一样本中多目标分析物的操作步骤，降低了使用成本，且降低了所需样本的量。实验表明，以本发明提供的电化学测试条对血液中待测物质进行检测，线性范围较宽，回收率为93％～103％，CV测试性能稳定。

Description

一种电化学测试条及同时检测多种待测物的方法
技术领域
本发明涉及电化学检测技术领域，尤其涉及一种电化学测试条及同时检测多种待测物的方法。
背景技术
以电化学生物传感器为原理的电化学测试条在即时检测(POCT)领域应用广泛。电化学测试条通过修饰在电极表面的生物分子(如酶)选择性的识别待测样本中的目标分析物，并将生物识别信号转换为可收集和测量的电信号(氧化或还原电流)，实现对目标分析物的定量检测。通常，电化学测试条主要用于血液中多种分析物的检测，可检测的物质包括血糖、血酮、尿酸、肌酐、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、尿素氮、乙醇、乳酸、胆红素和血红蛋白等生物分子。
目前，常见的商品化电化学测试条大多只有一个反应腔，且每次测量仅能对单一组分进行检测。若要对同一滴血中多种组分进行检测，需采用针对不同目标分析物的多种电化学测试条吸入同一滴血的待测样本，通过多次重复进样来实现，如已商品化的血糖、尿酸和总胆固醇多功能测量仪(台湾百捷)。在上述测量过程中，由于需要多次吸入血液，并且更换不同的电化学测试条，导致使用者操作麻烦，耗费时间，并且增加了试条的使用成本。
有些产品虽然能够检测多个待测物，但通常是在同一测试条上划分出不同的检测区域，每个区域中都独立设置有一个固定的参比/对电极与相应的工作电极配对组成测量回路，该参比/对电极主要功能为维持工作电极电位和电流回路，此种测量模式客观上减少了可检测样本中目标物的工作电极个数，增加了电极印刷数量，提高了电极生产成本。
故开发出一种可实现多组分同时检测的集成式多功能电化学测试条对于电化学生物传感器的应用具有重要意义。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种电化学测试条及同时检测多种待测物的方法。本发明提供的电化学测试条中工作电极占有率高，能够实现同时检测多种待测物，检测结果准确可靠，检测效率高。
本发明提供的电化学测试条，包括2个～30个电极；电极皆涂覆修饰酶膜。
本发明提供的电化学试条中每个电极表面均涂覆不同的修饰酶膜，则每个电极均可作为工作电极检测血液中某一特定的目标分析物。电化学测试条中至少存在两种目标分析物的信号采集时间不同，即至少两个电极的电流采样时间不同。待试条吸入样本后，先选取其中一个电极作为参比/对电极(一般为信号采集时间更久的电极)，其他电极为相对于该参比/对电极的工作电极，当完成某一工作电极的信号采集后，立刻将该工作电极切换为参比/对电极，将初始的参比/对电极切换为工作电极，同时进行相应的电位变换。该测量模式可实现每个电极均作为工作电极检测样本中某一特定的目标物，增加了电化学试条中工作电极的占有率，提高了电化学试条检测多组分目标物的能力，既减少了电极生产成本，又简化了检测同一样本中多目标分析物的操作步骤，降低了使用成本，且降低了所需样本的量。
本发明提供的电化学测试条所涂覆的修饰酶膜中修饰酶用于检测血糖、血酮、尿酸、肌酐、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、尿素氮、乙醇、乳酸、胆红素或血红蛋白。
一些实施例中，工作电极的数量为3个；3个工作电极表面分别涂覆用于检测血糖、血酮和乙醇的修饰酶膜。
一些实施例中，工作电极的数量为3个；3个工作电极表面分别涂覆用于检测总胆固醇、甘油三酯和尿酸的修饰酶膜。
一些实施例中，工作电极的数量为4个；4个工作电极表面分别涂覆用于检测血糖、总胆固醇、甘油三酯和尿酸的修饰酶膜。
一些实施例中，工作电极的数量为5个；5个工作电极表面分别涂覆用于检测血糖、血酮、总胆固醇、甘油三酯和尿酸的修饰酶膜。
一些实施例中，工作电极的数量为6个；6个工作电极表面分别涂覆用于检测血糖、血酮、血红蛋白、总胆固醇、甘油三酯和尿酸的修饰酶膜。
一些实施例中，工作电极的数量为7个；7个工作电极表面分别涂覆用于检测血糖、血酮、乙醇、血红蛋白、总胆固醇、甘油三酯和尿酸的修饰酶膜。
一些实施例中，工作电极的数量为8个；8个工作电极表面分别涂覆用于检测血糖、血酮、肌酐、乙醇、血红蛋白、总胆固醇、甘油三酯和尿酸的修饰酶膜。
一些实施例中，工作电极的数量为9个；9个工作电极表面分别涂覆用于检测血糖、血酮、肌酐、乙醇、血红蛋白、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯和尿酸的修饰酶膜。
一些实施例中，工作电极的数量为10个；10个工作电极表面分别涂覆用于检测血糖、血酮、肌酐、乙醇、尿素氮、血红蛋白、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯和尿酸的修饰酶膜。
一些实施例中，工作电极的数量为11个；11个工作电极表面分别涂覆用于检测血糖、血酮、肌酐、乙醇、乳酸、尿素氮、血红蛋白、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯和尿酸的修饰酶膜。
一些实施例中，工作电极的数量为12个；12个工作电极表面分别涂覆用于检测血糖、血酮、肌酐、乙醇、乳酸、胆红素、尿素氮、血红蛋白、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇、甘油三酯和尿酸的修饰酶膜。
用于检测血糖的修饰酶为葡萄糖氧化酶；
用于检测血酮的修饰酶为β-羟丁酸脱氢酶；
用于检测乙醇的修饰酶为乙醇脱氢酶；
用于检测总胆固醇的修饰酶为胆固醇酯酶、胆固醇氧化酶、过氧化物酶；
用于检测甘油三酯的修饰酶为脂蛋白脂酶、甘油激酶、甘油磷酸氧化镁、过氧化物酶；
用于检测尿酸的修饰酶为尿酸氧化酶、过氧化物酶；
用于检测肌酐的修饰酶为肌酐酶、肌酸水解酶、肌氨酸氧化酶、过氧化物酶。
用于检测尿素氮的修饰酶为脲酶。
用于检测乳酸的修饰酶为乳酸氧化酶。
用于检测胆红素的修饰酶为胆红素氧化酶。
电极上涂覆试剂酶膜的方法为目前常见的涂覆方式(如喷涂，滴涂，印刷等)。本发明实施例中，采用滴涂的方法。涂覆的溶液中包括：修饰酶、促粘剂、表面活性剂、电子介体、填充剂和溶剂。
涂覆一些修饰酶时，涂覆的溶液中还包括辅酶或辅因子。
在本发明实施例中，涂覆用于检测血酮的修饰酶的溶液中包括：修饰酶、辅酶、促粘剂、表面活性剂、电子介体、填充剂和溶剂。
其中，修饰酶为β-羟丁酸脱氢酶；辅酶为NAD+；促粘剂为羟乙基纤维素；表面活性剂为Triton-100；电子介体为天青I；填充剂为乳糖；溶剂为磷酸缓冲液。
其中，各组分及其质量分数为：
在本发明实施例中，涂覆用于检测血糖的修饰酶的溶液中包括：修饰酶、促粘剂、表面活性剂、电子介体、填充剂和溶剂。
其中，修饰酶为葡萄糖氧化酶；促粘剂为羟乙基纤维素；表面活性剂为Triton-100；电子介体为铁氰化钾；填充剂为乳糖；溶剂为磷酸缓冲液。
其中，各组分及其质量分数为：
在本发明实施例中，涂覆用于检测乙醇的修饰酶的溶液中包括：修饰酶、辅酶、促粘剂、表面活性剂、电子介体、填充剂和溶剂。
其中，修饰酶为乙醇脱氢酶；辅酶为NAD+；促粘剂为羟乙基纤维素；表面活性剂为Triton-100；电子介体为麦尔多拉蓝；填充剂为乳糖；溶剂为磷酸缓冲液。
其中，各组分及其质量分数为：
在本发明实施例中，涂覆用于检测总胆固醇的修饰酶的溶液中包括：修饰酶、促粘剂、表面活性剂、电子介体、填充剂和溶剂。
其中，修饰酶为胆固醇酯酶、胆固醇氧化酶、过氧化物酶；促粘剂为羟乙基纤维素；表面活性剂为Triton-100；电子介体为亚铁氰化钾；填充剂为乳糖；溶剂为水。
其中，各组分及其质量分数为：
在本发明实施例中，涂覆用于检测尿酸的修饰酶的溶液中包括：修饰酶、促粘剂、表面活性剂、电子介体、填充剂和溶剂。
其中，修饰酶为尿酸氧化酶、过氧化物酶；促粘剂为羟乙基纤维素；表面活性剂为Triton-100；电子介体为亚铁氰化钾；填充剂为乳糖；溶剂为水。
其中，各组分及其质量分数为：
在本发明实施例中，涂覆用于检测甘油三酯的修饰酶的溶液中包括：修饰酶、促粘剂、表面活性剂、电子介体、辅因子、填充剂和溶剂。
其中，修饰酶为脂蛋白脂酶、甘油激酶、甘油磷酸氧化镁、过氧化物酶；促粘剂为羟乙基纤维素；表面活性剂为Triton-100；电子介体为亚铁氰化钾；辅因子为ATP和MgSO4；填充剂为乳糖；溶剂为水。
其中，各组分及其质量分数为：
本发明提供的电化学测试条包括：板层本体(100)和位于板层本体(100)内部的电极；所述板层本体(100)的一端为采集端(20)，另一端为电接触端(10)；
板层本体(100)包括依次叠加的多层绝缘材料层，从下至上依次为第一基层(200)、第二基层(300)、第一上层(400)和第二上层(500)；
所述第一基层(200)设置有电极，所述电极设置于与所述第二基层(300)相接触的面；所述电极的数量为2个～30个；每个电极均与所述第一基层(200)的第一槽口(44)相连，所述第一槽口(44)位于所述第一基层(200)采集端的端部；
所述第二基层(300)的采集端处设置有与电极对应的通孔，每个电极分别对应独立的通孔；所述第二基层(300)采集端的端部设置有第二槽口(54)；
所述第一上层(400)采集端的端部设置有液腔槽口(41)；所述第一上层(400)采集端两侧处设置有进口(91)；
所述第二上层(500)、所述第二基层(300)与所述液腔槽口(41)构成液腔；所述第二上层(500)的采集端处设置有排气孔(74)，所述排气孔(74)与所述液腔相通；
所述第一槽口(44)与所述第二槽口(54)共同构成与所述液腔相通的槽孔(34)。
本发明提供的电化学测试条中，采集端20用于接收流体样本，采集端20的内部设置有作为液体样品室的液腔，采集端20的两侧(即侧面进口91)和前侧(“前侧”即传感器本体100位于采集端20的端面)分别与液腔相通，采集端20的底面设置有与液腔相通的槽孔34。
槽口(54)的位置、形状和大小与第一槽口(44)一致。
排气孔74有多个，例如五个，且沿弧形槽口的槽底依次排布，从而有效避免液体样品从排气孔逸出。
优选地，排气孔74为圆形孔，其直径小于0.5mm，优选为0.1mm。
进口91的长度为0.01mm～2.5mm，优选为0.1mm～0.3mm，更优选为0.25mm。
本发明提供的电化学测试条中，电极是用作反应以及与测试仪表相连的电接触部位；每个电极均为独立的反应槽孔(通孔)，各槽孔(通孔)间存在一定距离的隔离区域，消除了测量过程中酶膜组分受血样扰动，溶解以及扩散运动等可能导致的各电极酶膜组分间的相互干扰。作为优选，槽孔(通孔)之间的距离为0.8mm。
本发明提供的电化学测试条在制备同时检测多种待测物的产品中的应用。
所述待测物为血糖、血酮、尿酸、肌酐、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、尿素氮、乙醇、乳酸、胆红素或血红蛋白。
所述检测的样品为血样。
本发明提供了一种同时检测多种待测物的检测方法，以本发明提供的电化学测试条进行检测；所述检测过程包括：
步骤1：将任意一个或多个电极作为第一参比电极，剩余电极作为工作电极，任意选取一个或多个工作电极施加电压，并获取工作电极表面的第一电流；
步骤2：选取任意一个或多个所述第一工作电极为第二参比电极，并将所述第一参比电极作为第二工作电极，对所述第二工作电极施加电压，获取所述第二工作电极上的一个或多个第二电流；
步骤3：根据所述一个或多个第一电流或所述一个或多个第二电流分别获得各待测物浓度。
所述待测物浓度的获得采用标准曲线法。
所述标准曲线的线性方程为C＝a*I+b，其中，I示电流，C示待测物浓度。
以同时检测血糖、血酮和乙醇的方法为例，以涂覆用于检测血糖、血酮和乙醇的修饰酶膜的电极的电化学测试条进行检测；
其中，涂覆用于检测血酮的修饰酶膜的电极记为血酮电极；
涂覆用于检测血糖的修饰酶膜的电极记为血糖电极；
涂覆用于检测乙醇的修饰酶膜的电极记为乙醇电极；
所述检测过程包括：
步骤1：血酮电极、血糖电极、乙醇电极中的任意一个作为第一参比电极，剩余电极作为第一工作电极，任意选取1个或2个第一工作电极施加电压，并分别获取1个或2个第一工作电极上的1个或2个第一电流；
步骤2：选取任意1个或2个所述第一工作电极为第二参比电极，并将所述第一参比电极作为第二工作电极，对所述第二工作电极施加电压，获取所述第二工作电极上的一个或2个第二电流；
步骤3：根据所述一个或2个第一电流或所述一个或2个第二电流分别获得各待测物浓度。
一些实施例中，同时检测血糖、血酮和乙醇的检测过程包括：
步骤1：血酮电极悬空，乙醇电极为参比电极，对血糖电极施加电压作为工作电极，获取血糖电极的电流；
步骤2：血糖电极为参比电极，对血酮电极和乙醇电极同时施加电压为工作电极，获得血酮电极的电流；
步骤3：血酮电极悬空，血糖电极为参比电极，对乙醇电极施加电压为工作电极，获得乙醇电极的电流；
步骤4：根据血酮电极的电流获得血酮的浓度；根据血糖电极的电流获得血糖的浓度；根据乙醇电极的电流获得乙醇的浓度。
在本发明实施例中，步骤1中给予血糖电极的电压为0.5V，给予电压的时间为5s。
步骤2中给予血酮电极和乙醇电极的电压为0.3V，给予电压的时间为5s。
步骤3中给予血酮电极的电压为0.3V，给予电压的时间为15s。
具体的，首先将葡萄糖传感器(电极12)作为工作电极，乙醇传感器(电极13)作为参比/对电极，在电极12上施加0.5V的电压，5s后采集葡萄糖传感器的电流信号，在电极12表面测得与葡萄糖浓度相关的电流，此阶段血酮传感器(电极11)悬空，即电极表面不施加电压。5s结束后，将葡萄糖传感器(电极12)切换为参比/对电极，乙醇传感器(电极13)和血酮传感器(电极11)切换为工作电极，同时在乙醇传感器(电极13)和血酮传感器(电极11)表面施加0.3V，在第10s采集血酮传感器(电极11)表面的电流信号，测得与β-羟丁酸浓度相关的电流，此时将电极11悬空，即停止在电极11表面施加电压，但乙醇传感器(电极13)表面持续施加0.3V电压，在第25s采集乙醇传感器(电极13)表面的电流信号，测得与乙醇浓度相关的电流。根据标准曲线法，计算获得待测样品中血糖、乙醇、血酮的含量。
以同时检测总胆固醇、甘油三酯和尿酸的方法为例：以涂覆用于检测总胆固醇、甘油三酯和尿酸的修饰酶膜的电极的电化学测试条进行检测；
其中，涂覆用于检测总胆固醇的修饰酶膜的电极记为总胆固醇电极；
涂覆用于检测尿酸的修饰酶膜的电极记为尿酸电极；
涂覆用于检测甘油三酯的修饰酶膜的电极记为甘油三酯电极；
所述检测过程包括：
步骤1：总胆固醇电极、尿酸电极、甘油三酯电极中的任意一个作为第一参比电极，剩余电极作为第一工作电极，任意选取1个或2个第一工作电极施加电压，并分别获取1个或2个第一工作电极上的1个或2个第一电流；
步骤2：选取任意1个或2个所述第一工作电极为第二参比电极，并将所述第一参比电极作为第二工作电极，对所述第二工作电极施加电压，获取所述第二工作电极上的一个或2个第二电流；
步骤3：根据所述一个或2个第一电流或所述一个或2个第二电流分别获得各待测物浓度。
一些具体实施例中，同时检测总胆固醇、甘油三酯和尿酸的检测过程包括：
步骤1：甘油三酯电极悬空，总胆固醇电极为参比电极，对尿酸电极施加电压作为工作电极，获取尿酸电极的电流；
步骤2：尿酸电极为参比电极，对总胆固醇电极和甘油三酯电极同时施加电压为工作电极，获得总胆固醇电极和甘油三酯电极的电流；
步骤4：根据总胆固醇电极的电流获得总胆固醇的浓度；根据尿酸电极的电流获得尿酸的浓度；根据甘油三酯电极的电流获得甘油三酯的浓度。
在本发明实施例中，步骤1中给予尿酸电极的电压为-0.15V，给予电压的时间为45s。
步骤2中给予总胆固醇电极和甘油三酯电极的电压为-15V，给予电压的时间为45s。
具体的，首先将尿酸传感器(电极12)作为工作电极，总胆固醇传感器(电极11)作为参比/对电极，在电极12上施加-0.15V的电压，15s后采集尿酸传感器的电流信号，在电极12表面测得与尿酸浓度相关的电流，此阶段甘油三酯传感器(电极13)悬空，即电极表面不施加电压。15s结束后，将尿酸传感器(电极12)切换为参比/对电极，总胆固醇传感器(电极11)和甘油三酯传感器(电极13)切换为工作电极，同时在总胆固醇传感器(电极11)和甘油三酯传感器(电极13)表面施加-0.15V，在第45s分别采集总胆固醇传感器(电极11)和甘油三酯传感器(电极13)表面的电流信号，在电极11表面测得与总胆固醇浓度相关的电流，在电极13表面测得与甘油三酯浓度相关的电流。根据标准曲线法，计算获得待测样品中总胆固醇、甘油三酯和尿酸的含量。
本发明提供的电化学测试条中所有电极皆涂覆修饰酶膜，则每个电极均可作为工作电极检测血液中某一特定的目标分析物。增加了电化学试条中工作电极的占有率，提高了电化学试条检测多组分目标物的能力，既减少了电极生产成本，又简化了检测同一样本中多目标分析物的操作步骤，降低了使用成本，且降低了所需样本的量。实验表明，以本发明提供的电化学测试条对血液中待测物质进行检测，线性范围较宽，回收率为93％～103％，CV测试性能稳定。
附图说明
图1示本发明提供的电极式测试条的示意图；其中，100示板层本体；200示第一基层；300示第二基层；400示第一上层；500示第二上层；10示电接触端；20示采集端；11、12、13示电极；31、32、33依次示第一通孔、第二通孔、第三通孔；34示槽孔；41示液腔槽口；74示排气孔；91示进口；
图2示本发明提供的电极式测试条的结构分解示意图；200示第一基层；300示第二基层；400示第一上层；500示第二上层；74示排气孔；41示液腔槽口；31、32、33依次示第一通孔、第二通孔、第三通孔；54示第二槽口；44示第一槽口；第一槽口与第二槽口的位置、大小、形状一致；11、12、13示电极。
具体实施方式
本发明提供了一种电化学测试条及同时检测多种待测物的方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
除非另外限定，本文中所用的所有技术和科学术语与本发明所属领域中的技术人员通常理解的意义相同。
电极至少朝向所述条的反应区的电极表面是金属，优选的，金属选自钯、金、铂、银、铱、碳、不锈钢、镍铬合金等。本发明的实施例中，电极的材质为金、铂、银、钯。虽然一般来说整个电极用金属制成，但是每个电极通常由惰性载体材料构成，在其表面上存在电极的金属成份薄层。
本发明中，电极的长度约为1.9～5.5cm，优选的，约为2～4.0cm。电极的宽度约为0.20cm～1.0cm，优选的，约为0.31cm～0.67cm。电极的厚度约为10nm～300nm，优选的，约为13nm～60nm。
本发明的方案中，电极的惰性载体材料的厚度为约51μm～356μm，优选的，约25μm～254μm；电极金属层的厚度约为10nm～150nm，优选的厚度为15nm～60nm。
电极的惰性载体材料是能为电极提供结构支撑的刚性材料，并且该惰性载体材料需能够与电化学测试条成为一个整体。可以用于载体基质的合适材料选自PET、PETG、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、硅、陶瓷、玻璃。
板层本体的形状可为正方形、三角形、矩形或不规则形状。其上设置的槽孔、排气孔的形状为半圆形、三角形、正方形。板层本体的材料选自PET、PETG、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、硅、陶瓷、玻璃。
本方法用来确定生理样品中的待测物浓度。虽然本方法原则上可以用来测定在各种不同生理样品如尿、泪、唾液等中的待测物浓度，但是它们特别适用于测定在血液中或血液部分中，更特别的是全血液中的待测物浓度。
所述悬空意为既不给予电压，也不作为电流回路。
本发明采用的仪器皆为普通市售品，皆可于市场购得。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1
电极式测试条的示意图如图1所示，其结构分解示意图如图2所示。
图1、图2显示本发明提供的电极式测试条包括板层本体100和位于板层本体100内部的电极；板层本体100的一端为采集端20，另一端为电接触端10，电接触端10可插入电流响应分析装置；
板层本体100包括依次叠加的多层绝缘材料层，从下至上依次为第一基层200、第二基层300、第一上层400和第二上层500；
第一基层200与第二基层300相接触的面设置有电极，电极包括第一工作电极11、参比电极12和第二工作电极13；每个电极均与第一基层200的第一槽口44相连，第一槽口44位于第一基层200采集端的端部；
第二基层300的采集端处设置有与电极对应的通孔，通孔包括第一通孔31、第二通孔32、第三通孔33，第一通孔31与第一工作电极11对应，第二通孔32与参比电极12对应，第三通孔33与第二工作电极13对应；第二基层300采集端的端部设置有第二槽口54；
第一上层400采集端的端部设置有液腔槽口41；第一上层400采集端两侧处设置有进口91；
第二上层500、第二基层300与液腔槽口41构成液腔；第二上层500的采集端处设置有排气孔74，排气孔74与液腔相通；
第一槽口44与第二槽口54共同构成与液腔相通的槽孔34。
实施例2
在实施例1制得的电极式测试条的3个电极上分别涂覆用于检测血糖、血酮和乙醇的修饰酶膜。涂覆的试剂如表1～3所示：
表1.血酮传感器工作电极酶膜
组分 含量
酶 β-羟丁酸脱氢酶 1％
辅酶 NAD+ 3％
促粘剂 羟乙基纤维素 5％
表面活性剂 Triton-100 0.2％
电子介体 天青I 3％
填充剂 乳糖 5％
溶剂 磷酸缓冲液 82.8％
在电极11表面涂覆血酮的修饰酶膜，方法为：滴加0.15微升表1酶膜反应液，37℃下烘干4min。
表2.葡萄糖传感器工作电极酶膜
组分 含量
酶 葡萄糖氧化酶 1％
粘结剂 羟乙基纤维素 5％
表面活性剂 Triton-100 0.2％
电子介体 铁氰化钾 3％
填充剂 乳糖 5％
溶剂 磷酸缓冲液 85.8％
在电极12表面涂覆血糖的修饰酶膜，方法为：滴加0.15微升表2酶膜反应液，37℃下烘干4min。
表3.乙醇传感器工作电极酶膜
组分 含量
酶 乙醇脱氢酶 1％
辅酶 NAD+ 3％
促粘剂 羟乙基纤维素 5％
表面活性剂 Triton-100 0.2％
电子介体 麦尔多拉蓝 3％
填充剂 乳糖 5％
溶剂 磷酸缓冲液 82.8％
在电极13表面涂覆乙醇的修饰酶膜，方法为：滴加0.15微升表3酶膜反应液，37℃下烘干4min。
实施例3
在实施例1制得的电极式测试条的3个电极上分别涂覆用于检测总胆固醇、甘油三酯和尿酸的修饰酶膜。涂覆的试剂如表4～6所示：
表4总胆固醇传感器工作电极酶膜
组分 含量
酶 胆固醇酯酶 2％
酶 胆固醇氧化酶 4％
酶 过氧化物酶 1％
促粘剂 羟乙基纤维素 5％
表面活性剂 Triton-100 0.2％
电子介体 亚铁氰化钾 3％
填充剂 乳糖 5％
溶剂 水 79.8％
在电极11表面涂覆总胆固醇的修饰酶膜，方法为：滴加0.15微升表4酶膜反应液，37℃下烘干4min。
表5尿酸传感器工作电极酶膜
组分 含量
酶 尿酸氧化酶 2％
酶 过氧化物酶 1％
促粘剂 羟乙基纤维素 5％
表面活性剂 Triton-100 0.2％
电子介体 亚铁氰化钾 3％
填充剂 乳糖 5％
溶剂 水 83.8％
在电极12表面涂覆尿酸的修饰酶膜，方法为：滴加0.15微升表5酶膜反应液，37℃下烘干4min。
表6甘油三酯传感器工作电极酶膜
组分 含量
酶 脂蛋白脂酶 2％
酶 甘油激酶 2％
酶 甘油磷酸氧化镁 1％
酶 过氧化物酶 1％
促粘剂 羟乙基纤维素 5％
表面活性剂 Triton-100 0.2％
电子介体 亚铁氰化钾 3％
辅因子 ATP 1％
辅因子 MgSO4 1％
填充剂 乳糖 5％
溶剂 水 78.8％
在电极13表面涂覆甘油三酯的修饰酶膜，方法为：滴加0.15微升表6酶膜反应液，37℃下烘干4min。
实施例4
以实施例2制得的电化学测试条对血液中血糖、血酮、乙醇。
待试条吸入血样后，加压时序如下：首先将葡萄糖传感器(电极12)作为工作电极，乙醇传感器(电极13)作为参比/对电极，在电极12上施加0.5V的电压，5s后采集葡萄糖传感器的电流信号，在电极12表面测得与葡萄糖浓度相关的电流，此阶段血酮传感器(电极11)悬空，即电极表面不施加电压。5s结束后，将葡萄糖传感器(电极12)切换为参比/对电极，乙醇传感器(电极13)和血酮传感器(电极11)切换为工作电极，同时在乙醇传感器(电极13)和血酮传感器(电极11)表面施加0.3V，在第10s采集血酮传感器(电极11)表面的电流信号，测得与β-羟丁酸浓度相关的电流，此时将电极11悬空，即停止在电极11表面施加电压，但乙醇传感器(电极13)表面持续施加0.3V电压，在第25s采集乙醇传感器(电极13)表面的电流信号，测得与乙醇浓度相关的电流。本发明的电化学试条每个电极均为独立的反应槽孔，各槽孔间存在一定距离的隔离区域，消除了测量过程中酶膜组分受血样扰动，溶解以及扩散运动等可能导致的各电极酶膜组分间的相互干扰。
1.考察葡萄糖和乙醇对血酮检测的干扰
(1)以正常人的新鲜静脉血为基质，配置不同血酮浓度(C)的血液样本(浓度分别为0.3mM、1.0mM、3.0mM、5.0mM和8.0mM)；此时血样中的葡萄糖和乙醇浓度均为正常范围值，浓度低。
(2)采用测量仪表测试电化学测试条对不同浓度血酮血液样本的电流响应(I)，将血酮浓度(C)对电流(I)作图，获得电化学测试条的线性方程为C＝4.347*I-0.15。
(3)由步骤(2)所得数据计算电化学测试条的测试性能，包括不同浓度血酮的测量平均值，标准偏差，CV，试条的响应灵敏度和线性范围。
(4)向步骤(1)中的五份血酮血样中均加入高浓度的葡萄糖和乙醇溶液，使血样中的葡萄糖和乙醇浓度分别达到550mg/dl和300mg/dl，采用电化学测试条测量各血酮血样的电流响应，采用步骤(2)所得线性方程计算电化学测试条的测量性能。
表7给出了葡萄糖和乙醇·浓度均在正常范围值下和高浓度时，电化学测试条对血酮的测试性能。从结果可知，与葡萄糖和乙醇浓度在正常范围值下的血样测试性能相比，在血样中加入高浓度葡萄糖和乙醇后，血酮的测量值变化较小(±8％以内)，CV测试性能稳定，说明在目前的电化学试条结构和测量方法下，葡萄糖和乙醇对血酮的测量基本无干扰。
表7不同浓度葡萄糖和乙醇对血酮检测的干扰
2.考察葡萄糖和血酮对乙醇检测的干扰
考察葡萄糖和血酮对乙醇检测干扰的实验过程与考察葡萄糖和乙醇对血酮检测干扰的过程类似，不同的是以正常人的静脉血为基质配置不同乙醇浓度(C)的血液样本(浓度分别为10mg/dl、60mg/dl、100mg/dl、200mg/dl和300mg/dl)，所得乙醇线性方程为C＝100*I-2；同时，考察在血样中加入高浓度的葡萄糖(550mg/dl)和血酮(8.0mM)对乙醇检测的干扰。
表8给出了葡萄糖和血酮浓度均在正常范围值下和高浓度时，电化学测试条对乙醇的测试性能。从结果可知，与葡萄糖和血酮浓度在正常范围值下的血样测试性能相比，在血样中加入高浓度葡萄糖和血酮后，乙醇的测量值变化较小(±9％以内)，CV测试性能稳定，说明在目前的电化学试条结构和测量方法下，葡萄糖和血酮对乙醇的测量基本无干扰。
表8不同浓度葡萄糖和血酮对乙醇检测的干扰
3.考察乙醇和血酮对葡萄糖检测的干扰
考察乙醇和血酮对葡萄糖检测干扰的实验过程与考察葡萄糖和乙醇对血酮检测干扰的过程类似，不同的是以正常人的静脉血为基质配置不同葡萄糖浓度(C)的血液样本(浓度分别为20mg/dl、100mg/dl、200mg/dl、400mg/dl和550mg/dl)，所得葡萄糖线性方程为C＝37.59*I-3.76；同时，考察在血样中加入高浓度的乙醇(300mg/dl)和血酮(8.0mM)对葡萄糖检测的干扰。
表9给出了乙醇和血酮浓度均在正常范围值下和高浓度时，电化学测试条对葡萄糖的测试性能。从结果可知，与乙醇和血酮浓度在正常范围值下的血样测试性能相比，在血样中加入高浓度乙醇和血酮后，葡萄糖的测量值变化较小(±9％以内)，CV测试性能稳定，说明在目前的电化学试条结构和测量方法下，乙醇和血酮对葡萄糖的测量基本无干扰。
表9不同浓度乙醇和血酮对葡萄糖检测的干扰
4.考察葡萄糖-血酮-乙醇三合一电化学传感器的准确度
为验证葡萄糖-血酮-乙醇三合一电化学传感器可同时准确的检测血样中葡萄糖，血酮和乙醇的浓度，我们以正常人的静脉血为基质，向基质样本中添加一定浓度的葡萄糖，血酮和乙醇标样，同时用葡萄糖-血酮-乙醇三合一电化学传感器检测所有血样样本中各分析物的浓度，通过回收率来考察三合一电化学传感器的准确度。
表10葡萄糖-血酮-乙醇三合一电化学传感器检测血样各分析物的回收率
表10给出了葡萄糖-血酮-乙醇三合一电化学传感器检测血样中三种分析物浓度的回收率。从结果可知，三种分析物的回收率均在92％-104％之间，CV测试性能稳定，说明在目前的电化学试条结构和测量方法下，葡萄糖-血酮-乙醇三合一电化学传感器可同时准确的检测血样中葡萄糖，血酮和乙醇的浓度。
实施例5
以实施例3制得的电化学测试条对血液中总胆固醇、甘油三酯和尿酸。
待试条吸入血样后，加压时序如下：
首先将尿酸传感器(电极12)作为工作电极，总胆固醇传感器(电极11)作为参比/对电极，在电极12上施加-0.15V的电压，15s后采集尿酸传感器的电流信号，在电极12表面测得与尿酸浓度相关的电流，此阶段甘油三酯传感器(电极13)悬空，即电极表面不施加电压。
15s结束后，将尿酸传感器(电极12)切换为参比/对电极，总胆固醇传感器(电极11)和甘油三酯传感器(电极13)切换为工作电极，同时在总胆固醇传感器(电极11)和甘油三酯传感器(电极13)表面施加-0.15V，在第45s分别采集总胆固醇传感器(电极11)和甘油三酯传感器(电极13)表面的电流信号，在电极11表面测得与总胆固醇浓度相关的电流，在电极13表面测得与甘油三酯浓度相关的电流。
1.考察总胆固醇和甘油三酯对尿酸检测的干扰
考察总胆固醇和甘油三酯对尿酸检测干扰的实验过程与考察葡萄糖和乙醇对血酮检测干扰的过程类似，不同的是以正常人的静脉血为基质配置不同尿酸浓度(C)的血液样本(浓度分别为0.1mM、0.3mM、0.7mM、0.9mM和1.1mM)，将尿酸浓度(C)对电流(I)作图，所得尿酸线性方程为C＝5.882*I-0.04；同时，考察在血样中加入高浓度的总胆固醇(400mg/dl)和甘油三酯(5.0mM)对尿酸检测的干扰。
表11给出了总胆固醇和甘油三酯浓度均在正常范围值下和高浓度时，电化学测试条对尿酸的测试性能。从结果可知，与总胆固醇和甘油三酯浓度在正常范围值下的血样测试性能相比，在血样中加入高浓度总胆固醇和甘油三酯后，尿酸的测量值变化较小(±8％以内)，CV测试性能稳定，说明在目前的电化学试条结构和测量方法下，总胆固醇和甘油三酯对尿酸的测量基本无干扰。
表11.不同浓度总胆固醇和甘油三酯对尿酸检测的干扰
2.考察总胆固醇和尿酸对甘油三酯检测的干扰
考察总胆固醇和尿酸对甘油三酯检测干扰的实验过程与考察葡萄糖和乙醇对血酮检测干扰的过程类似，不同的是以正常人的静脉血为基质配置不同甘油三酯浓度(C)的血液样本(浓度分别为0.5mM、1.0mM、2.0mM、3.5mM和5.0mM)，所得甘油三脂线性方程为C＝41.66*I-0.24；同时，考察在血样中加入高浓度的总胆固醇(400mg/dl)和尿酸(1.1mM)对甘油三酯检测的干扰。
表12给出了总胆固醇和尿酸浓度均在正常范围值下和高浓度时，电化学测试条对甘油三酯的测试性能。从结果可知，与总胆固醇和尿酸浓度在正常范围值下的血样测试性能相比，在血样中加入高浓度总胆固醇和尿酸后，乙醇的测量值变化较小(±6％以内)，CV测试性能稳定，说明在目前的电化学试条结构和测量方法下，总胆固醇和尿酸对甘油三脂的测量基本无干扰。
表12.不同浓度总胆固醇和尿酸对甘油三酯检测的干扰
3.考察尿酸和甘油三酯对总胆固醇检测的干扰
考察尿酸和甘油三酯对总胆固醇检测干扰的实验过程与考察葡萄糖和乙醇对血酮检测干扰的过程类似，不同的是以正常人的静脉血为基质配置不同总胆固醇浓度(C)的血液样本(浓度分别为80mg/dl、150mg/dl、200mg/dl、300mg/dl和400mg/dl)，所得总胆固醇线性方程为C＝1111.1*I-30；同时，考察在血样中加入高浓度的甘油三酯(5mM)和尿酸(1.1mM)对葡萄糖检测的干扰。
表13给出了尿酸和甘油三酯浓度均在正常范围值下和高浓度时，电化学测试条对总胆固醇的测试性能。从结果可知，与尿酸和甘油三酯浓度在正常范围值下的血样测试性能相比，在血样中加入高浓度尿酸和甘油三酯后，总胆固醇的测量值变化较小(±8％以内)，CV测试性能稳定，说明在目前的电化学试条结构和测量方法下，尿酸和甘油三酯对总胆固醇的测量基本无干扰。
表13.不同浓度尿酸和甘油三酯对总胆固醇检测的干扰
4.考察总胆固醇-甘油三酯-尿酸三合一电化学传感器的准确度
为验证总胆固醇-甘油三酯-尿酸三合一电化学传感器亦可同时准确的检测血样中总胆固醇，甘油三脂和尿酸的浓度，我们以正常人的静脉血为基质，向基质样本中添加一定浓度的总胆固醇，甘油三脂和尿酸标样，同时用总胆固醇-甘油三酯-尿酸三合一电化学传感器检测所有血样样本中各分析物的浓度，通过回收率来考察三合一电化学传感器的准确度。
表14.总胆固醇-甘油三酯-尿酸三合一电化学传感器检测血样各分析物的回收率
基质样本初始浓度 添加浓度 检测浓度 回收率 CV(％)
总胆固醇(mg/dl) 130 150 270 93.3％ 4.2％
甘油三脂(mM) 1.0 2.0 2.86 93.0％ 4.7％
尿酸(mM) 0.2 0.6 0.82 101％ 3.5％
表14给出了总胆固醇-甘油三酯-尿酸三合一电化学传感器检测血样中三种分析物浓度的回收率。从结果可知，三种分析物的回收率均在93％-102％之间，CV测试性能稳定，说明在目前的电化学试条结构和测量方法下，总胆固醇-甘油三酯-尿酸三合一电化学传感器可同时准确的检测血样中总胆固醇，甘油三酯和尿酸的浓度。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电化学测试条，其特征在于，包括至少2个电极；所述电极皆涂覆修饰酶膜。
2.根据权利要求1所述的电化学测试条，其特征在于，所述电极的个数为2个～30个。
3.根据权利要求1所述的电化学测试条，其特征在于，所述修饰酶膜中修饰酶用于检测血糖、血酮、尿酸、肌酐、总胆固醇、甘油三酯、高密度脂蛋白胆固醇、尿素氮、乙醇、乳酸、胆红素或血红蛋白。
4.根据权利要求1所述的电化学测试条，其特征在于，所述电极的数量为3个；3个电极表面分别涂覆用于检测血糖、血酮和乙醇的修饰酶膜。
5.根据权利要求1所述的电化学测试条，其特征在于，所述电极的数量为3个；3个电极表面分别涂覆用于检测总胆固醇、甘油三酯和尿酸的修饰酶膜。
6.根据权利要求1所述的电化学测试条，其特征在于，包括板层本体(100)和位于板层本体(100)内部的电极；所述板层本体(100)的一端为采集端(20)，另一端为电接触端(10)；
板层本体(100)包括依次叠加的多层绝缘材料层，从下至上依次为第一基层(200)、第二基层(300)、第一上层(400)和第二上层(500)；
所述第一基层(200)设置有电极，所述电极设置于与所述第二基层(300)相接触的面；所述电极的数量为2个～30个；每个电极均与所述第一基层(200)的第一槽口(44)相连，所述第一槽口(44)位于所述第一基层(200)采集端的端部；
所述第二基层(300)的采集端处设置有与电极对应的通孔，每个电极分别对应独立的通孔；所述第二基层(300)采集端的端部设置有第二槽口(54)；
所述第一上层(400)采集端的端部设置有液腔槽口(41)；所述第一上层(400)采集端两侧处设置有进口(91)；
所述第二上层(500)、所述第二基层(300)与所述液腔槽口(41)构成液腔；所述第二上层(500)的采集端处设置有排气孔(74)，所述排气孔(74)与所述液腔相通；
所述第一槽口(44)与所述第二槽口(54)共同构成与所述液腔相通的槽孔(34)。
7.权利要求1～5任一项所述的电化学测试条在制备同时检测多种待测物的产品中的应用。
8.一种同时检测多种待测物的检测方法，其特征在于，以权利要求1～5任一项所述的电化学测试条进行检测；所述检测过程包括：
步骤1：将任意一个或多个电极作为第一参比电极，剩余电极作为第一工作电极，任意选取一个或多个第一工作电极施加电压，并分别获取一个或多个第一工作电极上的一个或多个第一电流；
步骤2：选取任意一个或多个所述第一工作电极为第二参比电极，并将所述第一参比电极作为第二工作电极，对所述第二工作电极施加电压，获取所述第二工作电极上的一个或多个第二电流；
步骤3：根据所述一个或多个第一电流或所述一个或多个第二电流分别获得各待测物浓度。
9.一种同时检测血糖、血酮和乙醇的方法，其特征在于，以权利要求3所述的电化学测试条进行检测；
其中，涂覆用于检测血酮的修饰酶膜的电极记为血酮电极；
涂覆用于检测血糖的修饰酶膜的电极记为血糖电极；
涂覆用于检测乙醇的修饰酶膜的电极记为乙醇电极；
所述检测过程包括：
步骤1：血酮电极、血糖电极、乙醇电极中的任意一个作为第一参比电极，剩余电极作为第一工作电极，任意选取1个或2个第一工作电极施加电压，并分别获取1个或2个第一工作电极上的1个或2个第一电流；
步骤2：选取任意1个或2个所述第一工作电极为第二参比电极，并将所述第一参比电极作为第二工作电极，对所述第二工作电极施加电压，获取所述第二工作电极上的第二电流；
步骤3：根据所述一个或2个第一电流或所述第二电流分别获得各待测物浓度。
10.一种同时检测总胆固醇、甘油三酯和尿酸的方法，其特征在于，以权利要求4所述的电化学测试条进行检测；
其中，涂覆用于检测总胆固醇的修饰酶膜的电极记为总胆固醇电极；
涂覆用于检测尿酸的修饰酶膜的电极记为尿酸电极；
涂覆用于检测甘油三酯的修饰酶膜的电极记为甘油三酯电极；
所述检测过程包括：
步骤1：总胆固醇电极、尿酸电极、甘油三酯电极中的任意一个作为第一参比电极，剩余电极作为第一工作电极，任意选取1个或2个第一工作电极施加电压，并分别获取1个或2个第一工作电极上的1个或2个第一电流；
步骤2：选取任意1个或2个所述第一工作电极为第二参比电极，并将所述第一参比电极作为第二工作电极，对所述第二工作电极施加电压，获取所述第二工作电极上的第二电流；
步骤3：根据所述一个或2个第一电流或所述第二电流分别获得各待测物浓度。
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