CN102520182B - 一种可视血糖试纸及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可视血糖试纸的结构及其制备方法，所述可视血糖试纸，其结构由浸渍加工纸基材和底面上涂有粘合剂的Millipore纳米滤膜复合组成，其制备方法包括浸渍剂溶液的配制及浸渍加工纸基材的制备和浸渍加工纸基材与Millipore纳米滤膜复合。本发明试纸在血糖检测中，通过膜过滤血液，利用色原试剂、助显色剂与H2O2的显色反应，无需使用专门的电化学信号检测装置，达到快捷检测出血糖浓度的效果。与现有技术的聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和聚碳酸酯基材的试纸相比，本发明试纸的植物纤维纸基材为可再生性的天然资源,具有良好的生物降解性和价廉的优点，在室温下保存时间至少3个月。
Description
技术领域
本发明属于特种纸产品技术领域，涉及一种血糖试纸及其制备方法，尤其涉及一种可视血糖试纸及其制备方法。
背景技术
糖尿病是一种常见的代谢分泌疾病，是一组由遗传和环境因素相互作用而引起的临床综合征。由于胰岛素分泌绝对或相对不足，以及靶组织细胞对胰岛素敏感性降低，引起糖、蛋白质、脂肪、水和电解质等一系列代谢紊乱。糖尿病可分为：1型糖尿病、2型糖尿病、特异型糖尿病和妊娠糖尿病。虽然各种糖尿病发病病因、发病机理有所不同，但都以高血糖为主要共同特征。
人体正常血糖浓度在0.60～0.95mg/ml。快捷便利的血糖监测对于糖尿病患者是非常重要的。使用胰岛素进行治疗的的糖尿病患者因为需要确定胰岛素剂量，每天需要3～10次的血糖浓度检测。
目前在市场有多种血糖试纸，例如罗氏公司的
Aviva，强生公司的
Ultra2，雅培制药有限公司的
Freedom，拜耳公司的
Contou试纸，选用上述血糖试纸检测血糖浓度时，需要配以专门的电化学信号检测装置，也就是血糖仪。通常，在检测血糖浓度前，还需要对血糖仪进行校正。由于检测血糖浓度的原理为电化学原理，即通过检测葡萄糖氧化过程中生成的H2O2的电化学信号来确定血液中葡萄糖的浓度，试纸的基材为聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和聚碳酸酯塑料，其制备方法需要在塑料基材试纸面层上设计印刷电路。由于印刷电路制作工艺复杂，因此以塑料为基材的血糖试纸存在制备工艺和试纸结构复杂及其价格昂贵的缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处，而提供一种可视血糖试纸。该可视血糖试纸是一种无需使用专门的电化学信号检测装置，只需通过试纸表面颜色变化，以肉眼来判断血糖浓度而进行血糖的快捷检测。该可视血糖试纸性能稳定、价廉。
本发明的另一目的在于提供一种可视血糖试的制备方法，该方法工艺简单，并易于实施操作，从而解决了现有技术存在的缺陷。
为实现本发明的目的，所采用的技术方案为：
一种可视血糖试纸，其特征在于：其结构由浸渍加工纸基材和底面涂有粘合剂的Millipore纳米滤膜复合组成，其中：
所述浸渍加工纸基材，其用原纸由漂白化学浆、漂白化学机械浆和漂白机械浆中的任选其中一种纸浆、或任选其中两种纸浆混合制的混合纸浆抄制的、定量为20g/m2～250g/m2的纸；
所述底面涂有粘合剂的Millipore纳米滤膜，其中：所述粘合剂，为3g/m2～10g/m2聚乙烯醇粘合剂，或3g/m2～10g/m2明胶粘合剂，或2g/m2～6g/m2醋酸乙烯酯粘合剂，任选其中一种；
所述Millipore纳米滤膜，为孔径小于500nm的低蛋白吸附的Millipore150nm滤膜，或Millipore250nm滤膜，任选其中一种。
一种可视血糖试纸的制备方法，其特征在于：制备方法包括一）、浸渍剂溶液的配制及浸渍加工纸基材的制备和二）、浸渍加工纸基材与底面涂有粘合剂的Millipore纳米滤膜复合，具体操作如下：
一）、浸渍剂溶液的配制及浸渍加工纸基材的制备
1）、浸渍剂溶液的配制
①浸渍剂溶液的组分：
浸渍剂溶液含有酶、色原、辅助显示剂、液体扩散控制剂和用于调节浸渍剂溶液pH值的缓冲溶液，其中：
所述酶为葡萄糖氧化酶和辣根过氧化酶；
所述色原，为2，4，6-三溴-3-羟基苯甲酸、2，4，6-三溴-3-羟基苯磺酸、2，4-二氯-6-溴-3-羟基-苯甲酸、2，4-二氟-6-溴-3-羟基-苯甲酸、2，4-二氯-6-溴-3-羟基-苯磺酸和2，4-二氟-6-溴-3-羟基-苯磺酸中的任选其中一种色原、或任选其中两种色原配制的色原；
所述辅助显示剂，为1，5-二甲基-2-苯基-4-氨基-3-吡唑啉酮、1，5-二乙基-2-苯基-4-氨基-3-吡唑啉酮和1-甲基-5-乙基-2-苯基-4-氨基-3-吡唑啉酮中的任选其中一种辅助显示剂，或任选其中两种辅助显示剂配制的辅助显示剂；
所述液体扩散控制剂，为聚乙烯醇、分子量在10000以下的壳聚糖、瓜尔胶和明胶的任选其中一种液体扩散控制剂，或任选其中两种液体扩散控制剂配制的液体扩散控制剂；所述液体扩散控制剂水溶液的质量分数为0.2%～10%；
所述浸渍剂溶液中色原与辅助显示剂辅助显示剂的物料配比为1：0.1～3.0，g/g；
所述浸渍剂溶液中色原与液体扩散控制剂的物料配比为：1：1～10，g/g；
所述用于调节浸渍剂溶液pH值的缓冲溶液，为柠檬酸/柠檬酸、醋酸/醋酸钠、酒石酸/酒石酸钠、苹果酸/苹果酸钠中的任选其中一种缓冲溶液，或任选其中两种缓冲溶液配制的缓冲溶液；
②浸渍剂溶液的配制
分别配置酶的水溶液、色原水溶液、辅助显示剂水溶液和液体扩散控制剂的水溶液，将以上溶液混合，加入用于调节浸渍剂溶液pH值的缓冲溶液调节pH在3～5之间，得浸渍剂溶液，避光保存；
所述液体扩散控制剂水溶液的质量分数为0.2%～10%；
2）、浸渍加工纸基材的制备
将浸渍加工纸基材用的原纸裁切成纸条，取浸渍剂溶液盛放在一容器中，将纸条置于容器内浸入浸渍剂溶液中,使浸渍剂溶液充分浸入纸页内部，浸渍处理温度范围为3℃～60℃，优选的条件在15℃～40℃，浸泡时间为1.0min～20min，浸泡后，取出，在5℃～40℃下干燥；制得浸渍加工纸基材；
二）、浸渍加工纸基材与底面涂有粘合剂的Millipore纳米滤膜复合
浸渍加工纸基材与底面涂有粘合剂的Millipore纳米滤膜通过粘合剂的粘合作用而复合为一体，制得本发明的可视血糖试纸。
]优点和有益效果
与聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯和聚碳酸酯基材的血糖试纸相比，本发明的可视血糖试纸的优点和有益效果，分别如下：
优点
1）、在血糖检测中，无需使用配以专门的电化学信号检测装置，只需通过试纸表面颜色变化，以肉眼来判断血糖浓度，具有快捷检测血糖的效果。
2）、性能稳定，在室温下保存时间至少3个月。
3）、价廉：市售塑料基血糖试纸价格约3元～5元/条，本发明的可视血糖试纸价格仅为市售塑料基血糖试纸价格的5%。
有益效果
1）、本发明以植物纤维纸作为浸渍加工纸基材的原纸，是一种再生性的天然资源，具有良好的生物降解性。
2）、与塑料基材相比，浸渍加工纸基材料的低廉价格，具有明显优势。
3）、浸渍加工纸基材具有独有的植物纤维结构，在葡萄糖检测中是一种理想的载体。通过膜过滤血液，利用色原试剂、助显色剂与H2O2的显色反应，具有快速测出血糖值的有益效果。
附图说明
图1为本发明可视血糖试纸的结构示意图；
图2为浸渍加工纸基材显色后其表面反射率变化示意图；
图3为浸渍加工纸基材显色后其表面反射率变化与葡萄糖浓度（log[C]）的关系曲线；
图4为在浸渍加工纸基材上分别滴加5.0mL不同浓度的葡萄糖标准溶液显色，显色后图片；
图1中：1-Millipore纳米滤膜；2-粘合剂；3-浸渍加工纸基材。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种可视血糖试纸，由浸渍加工纸基材3和底面涂有粘合剂2的Millipore纳米滤膜1复合组成，其中：
所述浸渍加工纸基材3，其用原纸由漂白化学浆、漂白化学机械浆和漂白机械浆中的任选其中一种纸浆、或任选其中两种纸浆混合制的混合纸浆抄制的、定量为20g/m2～250g/m2的纸，本实施例选取由漂白化学浆抄制的定量为40g/m2纸；
所述底面涂有粘合剂2的Millipore纳米滤膜1，其中：所述粘合剂2，为3g/m2～10g/m2聚乙烯醇粘合剂，或3g/m2～10g/m2明胶粘合剂，或2g/m2～6g/m2醋酸乙烯酯粘合剂，本实施例选取3g/m2聚乙烯醇粘合剂，所述Millipore纳米滤膜1，为孔径小于500nm的低蛋白吸附的Millipore150nm滤膜，或Millipore250nm滤膜，本实施例设计Millipore150nm滤膜，为密理博（上海）贸易有限公司产品。
一种可视血糖试纸的制备方法，包括一）、浸渍剂溶液的配制及浸渍加工纸基材3的制备和二）、浸渍加工纸基材3与涂有粘合剂2的Millipore纳米滤膜1复合，具体操作如下：
一）、浸渍剂溶液的配制及浸渍加工纸基材3的制备
1）、浸渍剂溶液的配制
①浸渍剂溶液的组分：
浸渍剂溶液含有酶、色原、辅助显示剂、液体扩散控制剂和用于调节浸渍液pH值的缓冲溶液，其中：
所述酶为葡萄糖氧化酶和过氧化酶；
所述色原，为2，4，6-三溴-3-羟基苯甲酸、2，4，6-三溴-3-羟基苯磺酸、2，4-二氯-6-溴-3-羟基-苯甲酸、2，4-二氟-6-溴-3-羟基-苯甲酸、2，4-二氯-6-溴-3-羟基-苯磺酸和2，4-二氟-6-溴-3-羟基-苯磺酸中的任选其中一种色原、或任选其中两种色原配制的色原，本实施例选取2，4，6-三溴-3-羟基苯甲酸和2，4，6-三溴-3-羟基苯磺酸水溶液；
所述辅助显示剂，为1，5-二甲基-2-苯基-4-氨基-3-吡唑啉酮、1，5-二乙基-2-苯基-4-氨基-3-吡唑啉酮和1-甲基-5-乙基-2-苯基-4-氨基-3-吡唑啉酮中的任选其中一种辅助显示剂，或任选其中两种辅助显示剂配制的辅助显示剂，本实施例选取1，5-二甲基-2-苯基-4-氨基-3-吡唑啉酮水溶液；
所述浸渍剂溶液中色原与辅助显示剂的物料配比为1：0.1～3.0，g/g；
所述液体扩散控制剂，为聚乙烯醇、分子量在10000以下的壳聚糖、瓜尔胶和明胶中的任选其中一种液体扩散控制剂，或任选其中两种液体扩散控制剂配制的液体扩散控制剂，本实施例选取聚乙烯醇水溶液，所述液体扩散控制剂水溶液的质量分数为0.2%～10%；
所述浸渍剂溶液中色原与液体扩散控制剂的物料配比为：1：1～10，g/g；
所述用于调节浸渍液pH值的缓冲溶液，为柠檬酸/柠檬酸、醋酸/醋酸钠、酒石酸/酒石酸钠、苹果酸/苹果酸钠中的任选其中一种缓冲溶液，或任选其中两种缓冲溶液配制的缓冲溶液，本实施例选取柠檬酸/柠檬酸钠；
②浸渍剂溶液的配制
分别量取12.0ml5%的聚乙烯醇水溶液和每10ml酶混合溶液中含有16.2mg葡萄糖氧化酶和1.2mg辣根过氧化物酶的2.5ml酶混合溶液，以及20.0ml5mg/ml的2，4，6-三溴-3-羟基苯甲酸水溶液，5.0ml20mg/ml的1，5-二甲基-2-苯基-4-氨基-3-吡唑啉酮水溶液，将以上溶液混合配制得浸渍剂溶液，用10.5ml柠檬酸/柠檬酸钠缓冲溶液调制浸渍剂溶液的pH值在3-5之间，静置，避光保存，待用；
2）、浸渍加工纸基材3的制备
将浸渍加工纸基材3用的原纸裁切4.0cm×2.5cm规格的纸条10条，取浸渍液5ml盛放在一容器中，将纸条置于容器内浸入浸渍剂溶液中,浸渍处理温度范围为15℃～60℃，本实施例设计为15℃，浸泡时间为1.0min～20min，本实施例浸渍处理温度设计为5.0min，使浸渍剂溶液充分浸入纸页内部，浸泡后取出，在5℃～40℃下干燥，本实施例干燥温度设计为10℃，制得浸渍加工纸基材3；
二）、浸渍加工纸基材3与底面涂有粘合剂2的Millipore纳米滤膜1复合
浸渍加工纸基材3与底面涂有粘合剂2的Millipore纳米滤膜1通过粘合剂的粘合作用而复合为一体，制得本发明的可视血糖试纸。
所述Millipore纳米滤膜1，为密理博（上海）贸易有限公司产品。
实施例2
按所述的相同步骤重复进行实施例1，只是不同之处在于浸渍剂溶液配制中用的液体扩散控制剂浓度，酶用量和调节浸渍液pH的缓冲溶液及用量：
液体扩散控制剂，为2.0ml3%的瓜尔胶水溶液；
1.5ml酶（每10ml酶混合溶液中含有16.2mg葡萄糖氧化酶和1.2mg辣根过氧化物酶；
调节浸渍剂溶液pH的缓冲溶液，为11.5ml柠檬酸/柠檬酸钠缓冲溶液。
实施例3
按所述的相同步骤重复进行实施例2，只是不同之处在于浸渍剂溶液配制中用的调节浸渍剂溶液pH的缓冲溶液及用量：
调节浸渍剂溶液pH的缓冲溶液，为11.5ml苹果酸/苹果酸钠缓冲溶液。
实施例4
按所述的相同步骤重复进行实施例1，只是不同之处在于浸渍剂溶液配制中用的液体扩散控制剂浓度，酶用量和调节浸渍剂溶液pH的缓冲溶液
液体扩散控制剂，为12.0ml6%的聚乙烯醇水溶液；
1.5ml酶（每10ml酶混合溶液中含有16.2mg葡萄糖氧化酶和1.2mg辣根过氧化物酶），调节浸渍剂溶液pH的缓冲溶液，为11.5ml醋酸/醋酸钠缓冲溶液。
本发明浸渍加工纸基材表面显示颜色性能：
1）、显示颜色性能的测定
采用Datacplor ElREPHO4230分光测色仪测定浸渍加工纸基材3表面的反射率，来观察可视血糖试纸表面显示颜色性能变化，具体操作如下：
在干燥后的浸渍加工纸基材3上分别滴加浓度为0.72，1.80，6.30mg/ml的5μl的葡萄糖溶液，显色1min后，用Datacolor ELREPHO4230分光测色仪测定浸渍加工纸基材3表面的反射率,浸渍加工纸基材3显示前后反射率的变化，如图1所示。
浸渍加工纸基材3显示后反射率变化与葡萄糖浓度（log[C]）的关系曲线，如图2所示。
2）、浸渍加工纸基材3显色后，颜色变化响应值的稳定性
取实施例4得到的浸渍加工纸基材3，滴加5.0mL的4.5mg/ml的葡萄糖溶液显色，用Datacolor ELREPHO4230分光测色仪测定其表面的反射率变化，响应时间对浸渍加工纸基材3显色后表面反射率变化的影响结果，如表1所示。从表1可以看出，浸渍加工纸基材3在显色1min～10min之间，颜色变化响应值稳定。
表1
| 响应时间 | ΔR | 响应时间 | ΔR |
| 30second | -13.29 | 20min | -18.35 |
| 1min | -18.33 | 40min | -18.36 |
| 2min | -18.33 | 60min | -18.38 |
| 3min | -18.33 | 80min | -18.42 |
| 10min | -18.33 | 100min | -18.45 |
3）、试纸稳定性
取实施例4得到的浸渍加工纸基材3，并与底面涂有10g/m2明胶的Millipore150nm滤膜1复合，得到试纸，在不同条件下保存，并用标准葡萄糖溶液（4.5mg/ml）检测试纸性能,检测结果如表2所示。从表2可以看出，所得试纸具有很好的稳定性，在室温下可以保存至少3个月。
表2.
4）、浸渍加工纸基材显示颜色效果
取实施例4得到的浸渍加工纸基材3，在其上分别滴加5.0mL不同浓度的葡萄糖标准溶液显色,显色后图片，见图4。
本发明可视血糖试纸的原理及其应用
原理：
本发明可视血糖试纸测试血糖的原理是通过滤膜1过滤血液，利用色原试剂、助显色剂与H2O2的显色反应，其反应过程如下：
应用：
在采用本发明试纸测试血糖的过程中，试纸表面显示出深浅不一的红色颜色血浓度标示，由浅至深不一的各红色颜色标示表明所测试血糖浓度的高低值程度。
以高血糖为主要特征的糖尿病，近年来其发病率呈显著上升趋势，目前全世界约有10%的成年人身患此病。2011年，我国糖尿病患者大约有9000万人，其中18岁及以上居民糖尿病患病率约为9.7％，而我国18岁及以上居民糖尿病知晓率仅为36.1％。我国糖尿病人还在以每年1.5%的速度增加。本发明开发的一种价格低廉、使用便捷、性能可靠的血糖检测的可视血糖试纸，对于糖尿病高发病率的我国来说，在糖尿病检测，诊断和治疗过程具有重要的现实意义。
根据美国糖尿病协会统计，美国以糖尿病测试用品为主的所有相关产品的销售量到2009年达到97.32亿美元，每年大约递增11.2%。2010年我国的血糖测试用品的总销售量超过5亿美元，因此本发明的可视血糖试纸，可为我国糖尿病测试用品市场创造可观经济效益。
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，在不脱离本发明设计理念的前提下，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 (2)
1.一种可视血糖试纸，其特征在于：其结构由浸渍加工纸基材（3）和底面涂有粘合剂（2）的Millipore纳米滤膜（1）复合组成，其中：
所述浸渍加工纸基材（3），其原纸由漂白化学浆、漂白化学机械浆和漂白机械浆中的任选其中一种纸浆、或任选其中两种纸浆混合制的混合纸浆抄制的、定量为20g/m2～250g/m2的纸；
所述底面涂有粘合剂（2）的Millipore纳米滤膜（1），其中：所述粘合剂（2），为3～10g/m2聚乙烯醇粘合剂，或3～10g/m2明胶粘合剂，或2g/m2～6g/m2醋酸乙烯酯粘合剂，任选其中一种；
所述Millipore纳米滤膜（1），为孔径小于500nm的低蛋白吸附的Millipore150nm滤膜，或Millipore250nm滤膜，任选其中一种。
2.为实现权利要求1所述一种可视血糖试纸的制备方法，其特征在于：制备方法包括一）、浸渍剂溶液的配制及浸渍加工纸基材（3）的制备和二）、浸渍加工纸基材（3）、与底面涂有粘合剂（2）的Millipore纳米滤膜（1）复合，具体操作如下：
一）、浸渍剂溶液的配制及浸渍加工纸基材（3）的制备
1）、浸渍剂溶液的配制
①浸渍剂溶液的组分：
浸渍剂溶液含有酶、色原、辅助显示剂、液体扩散控制剂和用于调节浸渍剂溶液pH值的缓冲溶液，其中：
所述酶为葡萄糖氧化酶和辣根过氧化酶；
所述色原，为2，4，6-三溴-3-羟基苯甲酸、2，4，6-三溴-3-羟基苯磺酸、2，4-二氯-6-溴-3-羟基-苯甲酸、2，4-二氟-6-溴-3-羟基-苯甲酸、2，4-二氯-6-溴-3-羟基-苯磺酸和2，4-二氟-6-溴-3-羟基-苯磺酸中的任选其中一种色原、或任选其中两种色原配制的色原；
所述辅助显示剂，为1，5-二甲基-2-苯基-4-氨基-3-吡唑啉酮、1，5-二乙基-2-苯基-4-氨基-3-吡唑啉酮和1-甲基-5-乙基-2-苯基-4-氨基-3-吡唑啉酮中的任选其中一种辅助显示剂，或任选其中两种辅助显示剂配制的辅助显示剂；
所述液体扩散控制剂，为聚乙烯醇、分子量在10000以下的壳聚糖、瓜尔胶和明胶中的任选其中一种液体扩散控制剂，或任选其中两种液体扩散控制剂配制的液体扩散控制剂，所述液体扩散控制剂水溶液的质量分数为0.2%～10%；
所述浸渍剂溶液中色原与辅助显示剂的物料配比为1：0.1～3.0，g/g；
所述浸渍剂溶液中色原与液体扩散控制剂的物料配比为：1：1～10，g/g；
所述用于调节浸渍剂溶液pH值的缓冲溶液，为柠檬酸/柠檬酸、醋酸/醋酸钠、酒石酸/酒石酸钠、苹果酸/苹果酸钠中的任选其中一种缓冲溶液，或任选其中两种缓冲溶液配制的缓冲溶液；
②浸渍剂溶液的配制
分别配置酶的水溶液、色原水溶液、辅助显示剂水溶液和液体扩散控制剂的水溶液，将以上溶液混合，加入用于调节浸渍剂溶液pH值的缓冲溶液调节pH在3～5之间，得浸渍剂溶液，避光保存；
2）、浸渍加工纸基材（3）的制备
将浸渍加工纸基材（3）用的原纸裁切成纸条，取浸渍液盛放在一容器中，将纸条置于容器内浸入浸渍液中,浸渍处理温度范围为3℃～60℃，浸泡时间为1.0min～20min，浸泡后，取出，在5℃～40℃下干燥，制得浸渍纸基材（3）；
二）、浸渍加工纸基材（3）与底面涂有粘合剂（2）Millipore纳米滤膜（1）复合浸渍加工纸基材（3）与底面涂有粘合剂（2）的Millipore滤膜（1）通过粘合剂的粘合作用而复合为一体，制得本发明的可视血糖试纸。
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- 2011-12-27 CN CN201110442697.4A patent/CN102520182B/zh not_active Expired - Fee Related
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