CN108872322A - 具有可自动识别区分信息的试纸 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗设备技术，提供了一种简单有效的具有可自动识别区分信息的试纸结构，包括：试纸类型识别模块和测量模块。试纸类型模块，由试纸的工作电极和开机电极构成的回路组成，回路之间串联有固定阻值的碳电阻，用于识别试纸类型；测量模块，由试纸的工作电极和对电极构成，用于滴血测量。本发明还公开了一种测量仪器，根据检测试纸中碳电阻的阻值而识别不同类型的试纸。本发明提供的试纸结构简单，在降低成本的同时，极大地提高了检测的便利性。

Description

具有可自动识别区分信息的试纸

技术领域

本发明涉及生物传感检测技术，特别是具有可自动识别区分信息的试纸。

背景技术

目前，作为即时检测(POCT)产品的一次性试纸由于其具有便携，快速，操作简单，价格低廉等特点越来越受到人们关注，其中电化学法的血糖试纸在医院和家庭中已经得到了广泛应用。随着人们生活水平的提高和对自身健康管理的重视，对血液样本中尿酸，血酮，胆固醇，乳酸等指标的检测也有越来越多的需求。

现有技术中，多指标的检测方案主要有“一纸多用”和“一机多用”两种。“一纸多用”即一条试纸含有和多个检测指标对应的反应区，一次进样即可得实现多指标同时检测，如专利CN204594927U提出的多参数传感电极，专利CN107085023A提出的在基板正反面具有两个反应区域的电化学生物传感器。此种方案的主要缺点在于，试纸的制造工艺复杂，反应试剂易污染。此外，由于每种指标检测都必须采用对应的的测试条件(即激励电压和时间)，因此与试纸适配的检测仪器必须有和多个电极对应的接插口，从而增加了检测仪器的制造成本。“一纸多用”不易于低成本的大量生产，可能造成检测错误，实用性不佳。“一机多用”是指，一台检测仪器适配于多种单一检测指标的试纸。对于采用电化学法的试纸，只需要工作电极和对电极即可构成测试回路，从而满足检测需要。因此，检测仪器的接插口对于不同的单一检测指标的试纸可以通用。困难之处在于，检测仪器如何简单有效的识别不同单一检测指标的试纸。专利CN102928607A提出可被自动判读的识别孔。专利CN206223720U采用试条接口多个PIN的通断方式实现试纸类型的识别。但是，这些结构设计的试纸所使用的检测仪器的制造成本高。专利CN206710366U一种具有代码信息的试条，包括基片层；位于基片层上银导线层和碳电极层；位于碳电极层上的绝缘层；垫高层位于绝缘层之上；胶水层覆盖在垫高层之上；亲水膜层位于胶水层之上；绝缘层上开有矩形窗口，试剂层覆盖于矩形窗口；通过在代码信息电极和对电极之间不同位置留有断点获得相应不同的电学参数，从而提供多种代码信息。

发明内容

为解决以上问题，本发明提供了一种简单有效的识别试纸区分信息的试纸结构。检测仪器只需要一个具有3PIN的接插口，就可以适配于多种单一检测指标的试纸。检测仪器和试纸组成的整个检测系统，结构简单易于生产，成本低，而且使用方便。

为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种具有可自动识别区分信息的试纸，试纸主体从下至上依次包括基片层、电极层、绝缘层和试剂层、双面胶层、亲水膜层及遮蔽层。所述电极层分为碳电极层和银导线层，由工作电极和开机电极或对电极和开机电极构成开机回路。所述试剂层覆盖于工作电极和对电极之上。所述试纸还包括试纸类型识别模块、测量模块，所述试纸类型识别模块由工作电极和开机电极构成的回路组成，所述测量模块由所述工作电极、反应区和对电极组成，所述试纸类型识别模块的回路，是指在所述工作电极和所述开机电极之间，通过丝网印刷的方式形成不同电阻值的碳电阻，不同阻值的碳电阻对应于不同检测指标的试纸；测试仪器通过检测回路中的电阻值，即可根据不同电阻值识别对应的试纸类别。位于所述工作电极和所述对电极之上的试剂层的反应试剂包括:(a)酶；(b)电子介体；(c)缓冲溶液；(d)至少一种表面活性剂；(e)至少一种高聚物；同一测试仪器通过读取试纸上的电阻值，判断试剂层的酶，进而检测这个酶对应的项目。

优选的，由工作电极和开机电极构成开机回路，通过丝网印刷的方式形成不同电阻值的开机回路，不同的电阻值对应于不同检测指标的试纸。

优选的，所述基片层材质为聚对苯二甲酸二乙酯。所述电极层的的材质为碳、银、钯和金。所述绝缘层材质为聚丙烯酸树脂。所述垫高层材质为改性聚丙烯酸双面胶。所述经过单面亲水处理的亲水膜材质为聚对苯二甲酸二乙酯。

通过在试剂层转换酶可以定量多种检测指标。如血糖试纸可以采用葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶，尿酸试纸可以采用尿酸氧化酶，血酮试纸可以采用β-羟丁酸脱氢酶，胆固醇试纸可以采用胆固醇酯酶和胆固醇氧化酶，乳酸试纸可以采用乳酸氧化酶或乳酸脱氢酶。

在本领域的电子介体是熟知的，包括例如铁氰化钾、氯化六氨合钌、锇配合物、二茂铁及其衍生物或吩嗪衍生物等。

所述缓冲溶液选自生物缓冲液或两性离子缓冲溶液，包括Good's缓冲溶液、有机酸缓冲溶液、磷酸盐缓冲溶液等。

所述试剂层还包括至少一种表面活性剂，可以是非离子表面活性剂，优选的，采用导致在点液后液态的反应试剂均匀地配置铺展在电极表面，同时改善干燥的反应试剂的亲水性，从而提高试纸在检测血液样本时的进样速率。

所述试剂层还包括至少一种高聚物，优选的，是纤维素类高聚物。高聚物在反应试剂中发挥支架的作用，有助于酶的分散和稳定，同时使得干燥的反应试剂成膜良好，附着力强。

试纸的制备方法如下：将液态的所述反应试剂调配完成后，还需要进行充分搅拌，使其溶解分散，形成均相的溶液；然后通过点液的方式将液态的反应试剂配置到试纸反应区的工作电极和对电极之上；再除去液态的所述反应试剂中的溶剂，从而得到具有干燥的反应试剂的试纸。

本发明使用测试仪器的检测过程如下：

步骤1，试纸插入检测仪器时，测试仪器进入试纸识别阶段，此时工作电极给入一固定电压，开机电极接地，测试仪器检测此时工作电极端的AD值，该AD值与工作电极与开机电极之间的阻抗成反比关系。测试仪器根据该AD值可区分当前试纸的类型，并启动对应试纸类型测试条件的程序，进入测量阶段。

步骤2，测试仪器进入测量阶段后，对电极和工作电极形成通路，吸取血液样本后，当电流达到设定阈值，在对电极和工作电极之间施加激励电压，采用时间电流法，获取血液样本中检测指标的电流值；

步骤3，利用校准曲线对检测指标的电流值进行相应的换算，得出其浓度。

本发明的有益效果是:

1、可以灵活设计不同的网版图案，通过丝网印刷的方式实现具有可自动识别区分信息的开机回路，数目多，区分度高，易于实现。

2、检测仪器的接插口只需要有3PIN，即可以实现不同试纸的读取使用，检测仪器结构简单，成本低。

3、检测仪器和试纸组成的整个检测系统，易于操作，使用方便。

附图说明

图1.为本发明实施例1的结构示意图。

图2.为本发明实施例2的结构示意图。

图3.为本发明实施例中试纸识别模块和信号放大模块的结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本发明作进一步的说明。

本实施例的具有可自动识别区分信息的试纸，其中，图1和图2分别为本发明试纸条实施例的两种结构示意图，图中，1为工作电极；2为开机电极；3为对电极；4为银导线；5为碳电阻R′。该实施例包括：试纸类型识别模块和测量模块。其中，试纸类型识别模块由试纸条的工作电极和开机电极构成的回路组成，回路中间串联固定阻值的碳电阻，根据碳电阻阻值的不同，即可识别对应的试纸类型；测量模块由试纸条的工作电极和对电极构成，用于滴血测量。根据丝网印刷方式的不同，本发明公开了两种试纸结构的实施例。

实施例1:

如图1所示，试纸类型识别模块中含有碳电阻R’，根据试纸类型的不同，分别在模块的回路中增加不同数量的碳电阻，从而形成6种电阻档位。6种档位对应的试纸类型见表1。

表1：试纸类型与对应档位

试纸类型	档位/碳电阻阻值	对应开关
			血糖试纸(葡萄糖氧化酶法)	R’	K1
血糖试纸(葡萄糖脱氢酶法)	2R’	K2
			尿酸试纸	3R’	K3
血酮试纸	4R’	K4
			胆固醇试纸	5R’	K5
乳酸试纸	6R’	K6

实施例2:

如图2所示，试纸类型识别模块中的碳电阻印刷成滑动变阻器的结构，碳电阻的最大阻值为6R’，若银导线位于碳电阻的n/6处，此时碳电阻的有效阻值为n*R’，以此形成6种不同的电阻档位，分别对应6种不同的试纸类型，具体同表1。

本发明实施例还公开了一种测试仪器系统，该系统可根据上述任一种试纸结构进行测试。

本实施例中，该测试系统的具体工作方式为：首先，试纸插入后，系统进入试纸类型识别阶段，如图3所示，试纸电极1、2、3分别对应试纸条的工作电极、开机电极和对电极。当试纸插入后，K0～K6开关均断开，开关K’导通，此时试纸的工作电极和开机电极构成回路。当工作电极给入一固定电压Vin后，由于碳电阻R’分压，使得回路中的电流会发生变化，且与碳电阻R’的阻值成反比关系。此时，测试系统通过采样工作电极端的AD值，即可识别当前试纸的类型。然后，测试系统进入测量阶段，如图3所示，此时开关K’端口，开关K0闭合，如表1所示，由于不同类型试纸与开关K1～K6一一对应，因此根据当前识别的试纸类型，将其对应的开关导通，同时系统给放大器A同相端对应的激励电压。经过放大器A放大后的电流信号Ix＝(Vout-Vin)/R，Vout为输出电压，Vin为输入的激励电压，R为不同试纸类型对应的电阻值。通过识别不同类型的试纸并给出对应的激励电压后，该放大器模块即可输出对应放大后的电流信号，最终计算出对应的参数值。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (8)

1.一种具有可自动识别区分信息的试纸，包括试纸主体，其特征在于，所述试纸还包括试纸类型识别模块、测量模块，所述试纸类型识别模块由工作电极和开机电极构成的回路组成，所述测量模块由所述工作电极、反应区和对电极组成，所述试纸类型识别模块的回路，是指在所述工作电极和所述开机电极之间，通过丝网印刷的方式形成不同电阻值的碳电阻，不同电阻值的碳电阻对应于不同检测指标的试纸；同一测试仪器通过检测回路中的电阻值，即可根据不同电阻值识别对应的试纸类别；

位于所述工作电极和所述对电极之上的试剂层的反应试剂包括:(a)酶；(b)电子介体；(c)缓冲溶液；(d)至少一种表面活性剂；(e)至少一种高聚物；

同一测试仪器通过读取试纸上的电阻值，判断试剂层的酶，进而检测这个酶对应的项目。

2.根据权利要求1所述的具有可自动识别区分信息的试纸，其特征在于：通过在试剂层的酶能够定量多种检测指标；血糖试纸采用葡萄糖氧化酶或葡萄糖脱氢酶，尿酸试纸采用尿酸氧化酶，血酮试纸采用β-羟丁酸脱氢酶，胆固醇试纸采用胆固醇酯酶和胆固醇氧化酶，乳酸试纸采用乳酸氧化酶或乳酸脱氢酶。

3.根据权利要求1所述的具有可自动识别区分信息的试纸，其特征在于：所述缓冲溶液选自生物缓冲液或两性离子缓冲溶液。

4.根据权利要求1所述的具有可自动识别区分信息的试纸，其特征在于：

所述表面活性剂为非离子表面活性剂；

所述高聚物为纤维素类高聚物。

5.根据权利要求1所述的具有可自动识别区分信息的试纸，其特征在于：所述试纸类型识别模块，是通过测试仪器检测所述工作电极的AD值，即可计算所述试纸类型识别模块回路中的电阻值，该电阻值用于识别试纸的类型。

6.根据权利要求5所述的具有可自动识别区分信息的试纸，其特征在于：所述试纸类型识别模块在试纸类型识别过程中，所述试纸类型识别模块的所述工作电极接一固定电压，所述开机电极接地。

7.一种根据权利要求1至6之一所述具有可自动识别区分信息试纸的制备方法，其特征在于：将液态的反应试剂调配完成后，进行充分搅拌，使其溶解分散，形成均相的溶液；然后通过点液的方式将液态的反应试剂配置到试纸反应区的工作电极和对电极之上；再除去液态的反应试剂中的溶剂，从而得到具有干燥的反应试剂的试纸。

8.一种权利要求1至6之一所述具有可自动识别区分信息试纸的专用测试仪器，其特征在于，测试仪器仅通过开关切换的方式即可实现试纸类型识别功能和测试功能，检测过程如下：

步骤一、试纸插入检测仪器时，测试仪器进入试纸识别阶段，此时工作电极给入一固定电压，开机电极接地，测试仪器检测此时工作电极端的AD值，该AD值与工作电极与开机电极之间的阻抗成反比关系；测试仪器根据该AD值可区分当前试纸的类型，并启动对应试纸类型测试条件的程序，进入测量阶段；

步骤二、测试仪器进入测量阶段后，对电极和工作电极形成通路，吸取血液样本后，当电流达到设定阈值，在对电极和工作电极之间施加激励电压，采用时间电流法，获取血液样本中检测指标的电流值；

步骤三、利用校准曲线对检测指标的电流值进行相应的换算，得出其浓度。