CN109270136B - 一种抗hct干扰的葡萄糖传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电化学检测分析、生物传感器的技术领域，特别是涉及一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器，其制备方法简单，易于批量生产，不需要补偿校正；该传感器是由基材、葡萄糖传感器电极、电子介体层、酶层、间隔层和覆盖层组装而成，组装完成后形成工作腔，所述基材、间隔层和覆盖层原料均为具有网格状结构的多孔材料，所述电子介体层为铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、二茂铁及其衍生物溶液和普鲁士蓝溶液中的一种，所述酶层为葡萄糖氧化酶溶液或者葡萄糖脱氢酶溶液。

Description

一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器
技术领域
本发明涉及电化学检测分析、生物传感器的技术领域，特别是涉及一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器。
背景技术
众所周知，随着糖尿病患者人数逐年增加，对于自检测血糖仪的需求也越来越多。关于葡萄糖传感器的研究越来越广泛，而随着相关研究的深入，在准确性方面的要求也随之提高。尽管血糖试片被广泛应用，但许多影响因素会导致其测量不准确，比如红细胞比容(HCT)相差悬殊等。HCT水平不同，糖分子在血液中扩散时受到的影响也不同，导致扩散系数差异较大，会直接影响信号与浓度的关系。对于男人和女人，正常HCT范围分别41-50％和36-44％。而对于孕妇和新生儿来说，HCT水平又不同，HCT范围分别小于35％和48-68％。为了解决不同HCT水平对血糖检测的影响，许多人做在各个方向做了不同的尝试，大体可以分为以下几种方式：1)补偿和校正；2)试片的设计，而目前多数研究集中在用补偿校正的方法抗HCT干扰。
发明内容
为克服现有的技术的不足，本发明提供一种制备方法简单，易于批量生产，不需要补偿校正的抗HCT干扰的葡萄糖传感器。
本发明的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器，该传感器是由基材、葡萄糖传感器电极、电子介体层、酶层、间隔层和覆盖层组装而成，组装完成后形成工作腔，所述基材、间隔层和覆盖层原料均为具有网格状结构的多孔材料，所述电子介体层为铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、二茂铁及其衍生物溶液和普鲁士蓝溶液中的一种，所述酶层为葡萄糖氧化酶溶液或者葡萄糖脱氢酶溶液。
本发明的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器，所述葡萄糖传感器电极为叉指电极。
本发明的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器，所述工作腔的腔室体积＜20μL，并且所述工作腔的进液方式为虹吸或毛细吸液。
本发明的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器，其制备方法包括以下步骤：
a、准备材料：将多孔材料分别按照基材、间隔层和覆盖层的裁剪要求进行剪裁，间隔层剪裁高度低于基材的剪裁高度，并将间隔层一端剪出梯形缺口，覆盖层剪裁高度高于梯形缺口的高度，得到基材、间隔层和覆盖层；
b、葡萄糖传感器电极印刷：在基材表面丝网印刷碳浆电极；
c、配制电子介体层和酶层溶液：在常温下配制饱和的电子介体层溶液和浓度为200U/mL的酶层溶液；
d、电子介体层和酶层溶液固定：将步骤c配制的电子介体层溶液覆盖固定在葡萄糖传感器电极的工作区域，再将步骤c配制的酶层溶液覆盖固定在葡萄糖传感器电极的工作区域，得到葡萄糖传感器试片；
e、粘贴间隔层：将间隔层粘贴在葡萄糖传感器电极上，通过间隔层的梯形缺口固定葡萄糖传感器试片表面的工作区域；
f、粘贴覆盖层：将覆盖层粘贴在间隔层上，留出缝隙，构成工作腔。
本发明的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器的制备方法，所述步骤d中电子介体层和酶层溶液固定的方式为喷墨打印或点涂。
与现有技术相比本发明的有益效果为：使用本发明的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器进行血糖检测时，当用检测HCT水平为20％到70％的全血样品时，用一致误差网格(Consensus Error Grid,CEG)方法得到的分析结果是：有95％的数据点落在A和B区，因此，本发明的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器可以不需要补偿校正，检测数据准确，并且其制备方法简单，易于批量生产，可以广泛应用于血糖检测。
附图说明
图1是本发明的葡萄糖传感试片的结构示意图；
图2是本发明的葡萄糖传感器的结构示意图；
图3是不同血糖浓度条件下，HCT对响应电流的影响；
图4是一致误差网格CEG；
附图标记：1、葡萄糖传感器试片；11、基材；12、葡萄糖传感器电极；13、电子介体层；14、酶层；2、间隔层；3、覆盖层。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
本发明的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器，如图2所示，由纤维纸基材、叉指电极、铁氰化钾层、GOD层、间隔层和覆盖层构成。将纤维纸分别按照基材、间隔层和覆盖层的裁剪要求进行剪裁，间隔层剪裁高度低于基材的剪裁高度，并将间隔层一端剪出梯形缺口，覆盖层剪裁高度高于梯形缺口的高度，得到基材、间隔层和覆盖层，叉指电极是由丝网印刷的方式将碳浆叉指电极印制在基材表面；在常温下配制饱和的铁氰化钾溶液，并通过喷墨打印的方式将铁氰化钾溶液固定在碳浆叉指电极的工作区域；配制浓度为200U/mL的GOD酶溶液，同样通过喷墨打印的方式固定在碳浆叉指电极的工作区域，形成如图1所示的葡萄糖传感器试片，间隔层去除部分设计为梯形，粘贴在葡萄糖传感器试片上，葡萄糖传感器试片表面裸露出来的梯形区域为工作区域，之后在间隔层上表面粘贴覆盖层，覆盖层高度高于剪裁的梯形缺口的高度，从而形成一个体积小于20μL的腔室。
实施例2
本发明的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器，如图2所示，由纤维纸基材、叉指电极、铁氰化钾层、GOD层、间隔层和覆盖层构成。将纤维纸分别按照基材、间隔层和覆盖层的裁剪要求进行剪裁，间隔层剪裁高度低于基材的剪裁高度，并将间隔层一端剪出梯形缺口，覆盖层剪裁高度高于梯形缺口的高度，得到基材、间隔层和覆盖层，叉指电极是由丝网印刷的方式将碳浆叉指电极印制在基材表面；在常温下配制饱和的铁氰化钾溶液，并通过点涂的方式将铁氰化钾溶液固定在碳浆叉指电极的工作区域；配制浓度为200U/mL的GOD酶溶液，同样通过点涂的方式固定在碳浆叉指电极的工作区域，形成如图1所示的葡萄糖传感器试片，间隔层去除部分设计为梯形，粘贴在葡萄糖传感器试片上，葡萄糖传感器试片表面裸露出来的梯形区域为工作区域，之后在间隔层上表面粘贴覆盖层，覆盖层高度高于剪裁的梯形缺口的高度，从而形成一个体积小于20μL的腔室。
可以使用亚铁氰化钾溶液、二茂铁及其衍生物溶液和普鲁士蓝溶液替代铁氰化钾溶液，也可以使用葡萄糖脱氢酶溶液代替葡萄糖氧化酶溶液。
首先对不同血糖浓度条件下，HCT对响应电流的影响进行测定，得到结果如图3所示。
本发明的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器，其电机为厚膜碳电极，该电极在检测葡萄糖上有较高的灵敏度，有效的减少了HCT的干扰。
使用本发明的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器进行血糖检测时，采用虹吸或毛细吸液的方式进液，当用检测HCT水平为20％到70％的全血样品时，每10％为一个梯度，用一致误差网格(Consensus Error Grid，CEG)方法得到的分析结果是：有95％的数据点均落在A区和B区，如图4所示，因此，本发明的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器可以不需要补偿校正，检测数据准确，并且其制备方法简单，易于批量生产，可以广泛应用于血糖检测。
以上所述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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器，其特征在于，该传感器是由基材(11)、葡萄糖传感器电极(12)、电子介体层(13)、酶层(14)、间隔层(2)和覆盖层(3)组装而成，组装完成后形成工作腔，所述基材(11)、间隔层(2)和覆盖层(3)原料均为具有网格状结构的多孔材料，所述电子介体层(13)为铁氰化钾溶液、亚铁氰化钾溶液、二茂铁及其衍生物溶液和普鲁士蓝溶液中的一种，所述酶层(14)为葡萄糖氧化酶溶液或者葡萄糖脱氢酶溶液；
该传感器的制备方法包括以下步骤：
a、准备材料：将多孔材料分别按照基材(11)、间隔层(2)和覆盖层(3)的裁剪要求进行剪裁，间隔层(2)剪裁高度低于基材(11)的剪裁高度，并将间隔层(2)一端剪出梯形缺口，覆盖层(3)剪裁高度高于梯形缺口的高度，得到基材(11)、间隔层(2)和覆盖层(3)；
b、电极印刷：在基材(11)表面丝网印刷碳浆电极；
c、配制电子介体层(13)和酶层(14)溶液：在常温下配制饱和的电子介体层(13)溶液和浓度为200U/mL的酶层(14)溶液；
d、电子介体层(13)和酶层(14)溶液固定：将步骤c配制的电子介体层(13)溶液覆盖固定在碳浆电极的工作区域，再将酶层(14)溶液覆盖固定在碳浆电极的工作区域，得到葡萄糖传感器试片(1)；
e、粘贴间隔层(2)：将间隔层(2)粘贴在电机上，通过间隔层(2)的梯形缺口固定葡萄糖传感器试片表面(1)的工作区域；
f、粘贴覆盖层(3)：将覆盖层(3)粘贴在间隔层(2)上，留出缝隙，构成工作腔。
2.如权利要求1所述的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器，其特征在于，所述葡萄糖传感器电极(12)为叉指电极。
3.如权利要求1所述的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器，其特征在于，所述工作腔的腔室体积＜20μL，并且所述工作腔的进液方式为虹吸或毛细吸液。
4.如权利要求1所述的一种抗HCT干扰的葡萄糖传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤d中电子介体层(13)和酶层(14)溶液固定的方式为喷墨打印或点涂。
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