RU2076316C1 - Electrochemical sensor to determine content of glucose - Google Patents
Electrochemical sensor to determine content of glucose Download PDFInfo
- Publication number
- RU2076316C1 RU2076316C1 RU94004655A RU94004655A RU2076316C1 RU 2076316 C1 RU2076316 C1 RU 2076316C1 RU 94004655 A RU94004655 A RU 94004655A RU 94004655 A RU94004655 A RU 94004655A RU 2076316 C1 RU2076316 C1 RU 2076316C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- glucose
- support
- indicating
- electrochemical sensor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к технике исследования и анализа материалов путем определения электрохимических параметров и может быть использовано для определения концентрации глюкозы в биологических растворах, например в крови. The invention relates to techniques for research and analysis of materials by determining electrochemical parameters and can be used to determine the concentration of glucose in biological solutions, for example, in blood.
Известен электрохимический датчик [1] для определения концентрации глюкозы, состоящий из платинового анода с наложенной на нем разделительной мембраной, снабженной ферментной, диффузионной и микропористой мембранами. Known electrochemical sensor [1] for determining the concentration of glucose, consisting of a platinum anode with a separating membrane superimposed on it, equipped with enzyme, diffusion and microporous membranes.
Недостатком этого датчика является сравнительно слабый отдаваемый ток от 14 до 136 нА в представляющем интерес диапазоне концентраций глюкозы от 2 до 20 мМоль/л, а также низкое быстродействие (время установления стационарного тока электродов 1 1,5 мин). The disadvantage of this sensor is the relatively weak delivered current from 14 to 136 nA in the range of glucose concentrations of interest from 2 to 20 mmol / L, as well as low speed (the time for establishing the stationary current of the electrodes is 1.5 minutes).
Наиболее близким к предлагаемому датчику является электрохимический датчик для определения концентрации глюкозы [2]
Известный электрохимический датчик для определения концентрации глюкозы содержит подложку из изолирующего материала с расположенными на ней опорным электродом и многослойным индикаторным электродом, электроды покрыты полимерной сеткой, причем нижний слой индикаторного электрода выполнен из графита, а последующие из медиатора и фермента соответственно.Closest to the proposed sensor is an electrochemical sensor for determining glucose concentration [2]
The known electrochemical sensor for determining glucose concentration contains a substrate of insulating material with a supporting electrode and a multilayer indicator electrode located on it, the electrodes are coated with a polymer network, the lower layer of the indicator electrode is made of graphite, and the subsequent ones from the mediator and enzyme, respectively.
Недостатком известного датчика является невысокая точность, вследствие большого технологического разброса характеристик датчиков из-за сложного, плохо воспроизводимого, дорогостоящего и малопроизводительного процесса иммобилизации глюкозооксидазы на медиаторный слой и низкая чувствительность вследствие поверхностного взаимодействия ферментного и медиаторного слоев. A disadvantage of the known sensor is its low accuracy, due to the large technological variation in the characteristics of the sensors due to the complex, poorly reproducible, expensive and inefficient process of immobilization of glucose oxidase on the mediator layer and low sensitivity due to surface interaction of the enzyme and mediator layers.
Техническим результатом от использования предложения по сравнению с известным техническим решением является повышение точности из-за снижения технологического разброса характеристик датчиков, повышение чувствительности и упрощение технологии изготовления датчиков. The technical result of using the proposal in comparison with the known technical solution is to increase accuracy due to a decrease in the technological spread of the characteristics of the sensors, increase the sensitivity and simplify the technology of manufacturing sensors.
Указанный технический результат достигается тем, что в электрохимическом датчике для определения концентрации глюкозы, содержащем подложку из изолирующего материала с расположенными на ней опорным электродом и многослойным индикаторным электродом, нижний слой которого выполнен из графита, и расположенную на электродах полимерную сетку, индикаторный электрод содержит два слоя, при этом верхний чувствительный слой выполнен из гомогенной пасты, содержащей порошок графита, раствор феpроцена в толуоле, pаствор глюкозооксидазы в смеси диметилсульфоксида с водой взятых в соотношении 1:4, и связующее органическое вещество. The indicated technical result is achieved by the fact that in the electrochemical sensor for determining the glucose concentration containing a substrate of insulating material with a supporting electrode and a multilayer indicator electrode located on it, the lower layer of which is made of graphite, and a polymer network located on the electrodes, the indicator electrode contains two layers while the upper sensitive layer is made of a homogeneous paste containing graphite powder, a solution of ferrocene in toluene, a solution of glucose oxidase in a mixture of dim ethyl sulfoxide with water taken in a ratio of 1: 4, and a binder organic matter.
На чеpтеже представлена конструкция электрохимического датчика для определения концентрации глюкозы. The drawing shows the design of an electrochemical sensor for determining glucose concentration.
В состав датчика входят подложка 1 из изолирующего материала, опорный электрод 2, многослойный индикаторный электрод 3 и соответствующие токопроводящие отводы 4, 5, графитовые слои 6 опорного и индикаторного электродов 2, 3 и соответствующих токопроводящих отводов 4, 5, слои 7 серебра опорного электрода 2 и токопроводящих отводов 4, 5 опорного и индикаторного электродов 2, 3, слой 8 А CI опорного электрода 2, чувствительный слой 9 индикаторного электрода 3, полимерная сетка 10. The sensor consists of a substrate 1 of insulating material, a reference electrode 2, a multilayer indicator electrode 3 and the corresponding conductive taps 4, 5, graphite layers 6 of the reference and indicator electrodes 2, 3 and the corresponding conductive taps 4, 5, layers 7 of the silver reference electrode 2 and conductive taps 4, 5 of the reference and indicator electrodes 2, 3, layer 8 A CI of the reference electrode 2, the sensitive layer 9 of the indicator electrode 3, a polymer network 10.
При изготовлении электрохимического датчика для определения концентрации глюкозы методом трафаретной печати на подложку из изолирующего материала наносятся многослойные опорный и индикаторный электроды, при этом после одновременного нанесения на подложку графитовых слоев опорного и индикаторного электродов и соответствующих токопроводящих отводов, последующего одновременного нанесения на графитовые слои опорного электрода с токопроводящим отводом и токопроводящего отвода индикаторного электрода слоя серебра и нанесения на слой серебра опорного электрода слоя A CI и перед покрытием электродов полимерной сеткой, на графитовый слой индикаторного электрода наносится слой гомогенной ферментно-медиаторной пасты с последующим высушиванием при температуре 40oC в течение одного часа, при этом гомогенная ферментно-медиаторная паста выполнена путем смешивания порошка графита с раствором ферроцена в толуоле с последующим растиранием до полного высыхания модифицированного медиатором порошка графита добавляется раствор глюкозооксидазы в смеси с H2O: диметилсульфоксид в объемном соотношении 4:1 с последующим растиранием до полного высыхания и досушивается в течении 4-х ч при температуре 40oC, полученный порошок смешивается с эквивалентным количеством связующего вещества в растворителе до получения гомогенной пасты.In the manufacture of an electrochemical sensor for determining the concentration of glucose by screen printing, a multilayer reference and indicator electrodes are applied to a substrate of insulating material, while after the graphite layers of the reference and indicator electrodes and the corresponding conductive taps are simultaneously applied to the substrate, followed by simultaneous deposition of the reference electrode on the graphite layers with conductive tap and conductive tap of the indicator electrode layer of silver and applying to the layer of the silver of the reference electrode of layer A CI and before coating the electrodes with a polymer network, a layer of a homogeneous enzyme-mediator paste is applied to the graphite layer of the indicator electrode, followed by drying at 40 o C for one hour, while the homogeneous enzyme-mediator paste is made by mixing powder graphite with a solution of ferrocene in toluene, followed by grinding until the graphite powder modified with a mediator is completely dried, a glucose oxidase solution in a mixture with H 2 O is added: dimethyl sulfoxide in a volume ratio of 4: 1, followed by grinding to dry completely and dried for 4 hours at a temperature of 40 o C, the resulting powder is mixed with an equivalent amount of a binder in a solvent to obtain a homogeneous paste.
Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.
Капля раствора, содержащая глюкозу, например крови наносится на индикаторный и опорный электроды датчика, концы токопроводящих отводов которого помещены в контактное устройство аналитического прибора. Принцип работы основан на прямой регистрации реакции окисления глюкозы глюкозооксидазой. Электроды высвобождаемые в ходе реакции создают ток, протекающий в измерительной цепи аналитического прибора. Через заданный интервал времени от начала реакции необходимо произвести отсчет показаний прибора, который пропорционален концентрации глюкозы. Предложенный датчик является устройством одноразового применения. A drop of a solution containing glucose, such as blood, is applied to the indicator and reference electrodes of the sensor, the ends of the conductive taps of which are placed in the contact device of the analytical device. The principle of operation is based on direct recording of the glucose oxidation reaction by glucose oxidase. The electrodes released during the reaction create a current flowing in the measuring circuit of the analytical instrument. After a specified time interval from the start of the reaction, it is necessary to count the readings of the device, which is proportional to the glucose concentration. The proposed sensor is a disposable device.
Технический эффект достигается за счет более эффективного чем поверхностного, объемного взаимодействия фермента с медиатором в гомогенном чувствительном слое индикаторного электрода. The technical effect is achieved due to a more effective than surface, volumetric interaction of the enzyme with the mediator in a homogeneous sensitive layer of the indicator electrode.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94004655A RU2076316C1 (en) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | Electrochemical sensor to determine content of glucose |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU94004655A RU2076316C1 (en) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | Electrochemical sensor to determine content of glucose |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU94004655A RU94004655A (en) | 1996-10-20 |
| RU2076316C1 true RU2076316C1 (en) | 1997-03-27 |
Family
ID=20152351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU94004655A RU2076316C1 (en) | 1994-02-09 | 1994-02-09 | Electrochemical sensor to determine content of glucose |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2076316C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2485887C2 (en) * | 2007-01-31 | 2013-06-27 | Эббот Дайабитиз Кэр, Инк. | Device for analyte monitoring, covered with heterocyclic nitrogen-containing polymer, and methods of its application |
| RU2500349C2 (en) * | 2008-03-17 | 2013-12-10 | Айсенс Корпорейшн | Auxiliary unit of analyte sensor and methods and devices for introduction of analyte sensor, connected with auxiliary unit |
| RU223466U1 (en) * | 2023-11-03 | 2024-02-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Device for quantitative assessment of glucose content in biotechnological products |
-
1994
- 1994-02-09 RU RU94004655A patent/RU2076316C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1341566, кл. G 01 N 27/30, 1985. Патент ЕПВ N 127958, кл. G 01 N 27/30, 1984. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2485887C2 (en) * | 2007-01-31 | 2013-06-27 | Эббот Дайабитиз Кэр, Инк. | Device for analyte monitoring, covered with heterocyclic nitrogen-containing polymer, and methods of its application |
| RU2500349C2 (en) * | 2008-03-17 | 2013-12-10 | Айсенс Корпорейшн | Auxiliary unit of analyte sensor and methods and devices for introduction of analyte sensor, connected with auxiliary unit |
| RU223466U1 (en) * | 2023-11-03 | 2024-02-19 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тульский государственный университет" (ТулГУ) | Device for quantitative assessment of glucose content in biotechnological products |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU94004655A (en) | 1996-10-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5120420A (en) | Biosensor and a process for preparation thereof | |
| CN2372689Y (en) | Current biological sensor | |
| US5229282A (en) | Preparation of biosensor having a layer containing an enzyme, electron acceptor and hydrophilic polymer on an electrode system | |
| US4897173A (en) | Biosensor and method for making the same | |
| US6210907B1 (en) | Measuring device with electrodes fabricated on porous membrane substrate in whole | |
| EP0551769B1 (en) | Graphite base solid state polymeric membrane ion-selective electrodes | |
| JPH0640086B2 (en) | Biosensor | |
| JPS6358149A (en) | Biosensor | |
| JPS63317757A (en) | Glucose sensor | |
| WO2010043985A1 (en) | Non-enzymatic electrochemical method for simultaneous determination of total hemoglobin and glycated hemoglobin | |
| JP2000509488A (en) | Biosensor | |
| JPH01134244A (en) | Biosensor | |
| JPH022913A (en) | Modified electrode | |
| Zhang et al. | In vivo monitoring of the monoamine neurotransmitters in rat brain using microdialysis sampling with liquid chromatography electrochemical detection | |
| RU2076316C1 (en) | Electrochemical sensor to determine content of glucose | |
| JPH043500B2 (en) | ||
| RU197895U1 (en) | ELECTROCHEMICAL BIOSENSOR FOR DETERMINING BLOOD Glucose Concentration | |
| JPH04221B2 (en) | ||
| JP2590803B2 (en) | Biosensor | |
| JPH01134246A (en) | Biosensor | |
| NL8600872A (en) | FIELD EFFECT TRANSISTOR, EQUIPPED WITH A MEMBRANE COVERED BY THE GATE ISOLATOR. | |
| JP2543057B2 (en) | Biosensor manufacturing method and biosensor electrode plate manufacturing method | |
| Noushin et al. | Real-time monitoring of inflammation in metabolic syndrome with electrochemical detection of tyramine level in urine | |
| JPS63317097A (en) | Biosensor | |
| JPS62232554A (en) | Biosensor |