CN215415190U - 具有自校准功能的生物传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了具有自校准功能的生物传感器,属于医疗设备技术领域。具有自校准功能的生物传感器包括：电极层，所述电极层包括检测电极、校准电极和对电极；位于所述电极层上的限定层；位于所述限定层上的中隔层。所述限定层留有试剂凹孔，暴露所述电极层，其上覆盖反应试剂；所述中隔层留有排气孔；位于所述电极层上的标签层，由此构成完整的具有自校准功能的生物传感器。本实用新型具有制造工艺简单、快速准确的优点。

Description

具有自校准功能的生物传感器

技术领域

本发明属于医疗设备技术领域，具体涉及一种用于生物样本检测设备中的具有自校准功能的生物传感器。

背景技术

在实际的临床检验中，一次性可抛弃式生物传感器的准确度是至关重要的。影响准确度的因素是多方面的，对于热处理和氧化过程造成酶活降低由此导致检测结果出现错误的情形，优化生产工艺和选用合适的酶保护剂是经济有效的方法。对于电子介体等试剂组分稳定性不佳导致背景信号波动从而影响测试结果准确度的情形，可以通过筛选电子介体和调整试剂组合进行优化。但是对干扰物的造成的影响，往往缺乏有效措施，最终导致对检测结果产生较大影响。

实用新型内容

为了克服现有技术中存在的缺点与不足，本实用新型的目的在于提供具有自校准功能的生物传感器。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种具有自校准功能的生物传感器，包括：

电极层(1)，所述电极层(1)包括检测电极(11)，校准电极(12)和对电极(13)；位于所述电极层(1)上的限定层(2)；位于所述限定层(2)上的中隔层(3)；所述限定层(2)留有试剂凹孔(21)，暴露所述电极层，其上覆盖反应试剂；所述中隔层(3) 留有排气孔(31)；位于所述电极层(1)上的标签层(4)，由此构成完整的具有自校准功能的生物传感器(5)。

进一步而言，本实用新型所述限定层(2)为具有一定厚度的压敏胶，粘贴于电极层(1)之上；所述中隔层(3)为经过亲水处理的透明高聚物片材，粘贴于限定层(2)之上。

本实用新型所述电极层(1)为在高分子材料上附着的金属层，通过激光刻蚀或者掩膜溅镀实现相应的电极图案；所述的电极材料可以是金，铂，钯等或者其合金。

本实用新型的生物传感器所述电极层可以为多个检测电极，多个校准电极和多个对电极构成；优选的，一个检测电极，一个校准电极和一个对电极构成。

所述具有自校准功能的生物传感器的检测样本可以是全血、血浆、血清等血液样本，也可以是尿液、汗液、泪液、组织间液等其它类型样本。

所述具有自校准功能的生物传感器的制备方法如下：

在高分子材料上附着的金属层，通过激光刻蚀或者掩膜溅镀实现相应的电极图案，然后粘贴限定层，之后将液态的反应试剂通过点液的方式配置到限定层的凹孔内；再干燥除去液态的反应试剂中的溶剂，从而得到干燥的试剂。之后粘贴中隔层和标签层，最终得到具有信号校准功能的生物传感器。

本实用新型的具有自校准功能的生物传感器的测试方法如下：

通过毛细作用吸取样本完成后，在检测电极和对电极以及校准电极和对电极之间同时施加相同的激励电压。激励电压可以采用正电位，也可以采用负电位，优选的，激励电压为-600mV～600mV。同时采集检测电极和校准电极的电流信号值。最后以检测电极和校准电极的电流信号差值作为最终响应信号，利用差值法消除干扰信号，然后通过校准曲线换算成生物样本的分析物浓度值。

本实用新型的有益效果如下：

1、本实用新型的具有自校准功能的生物传感器，以检测电极和校准电极的信号差值作为最终响应信号，可以有效消除干扰物的影响。结构设计合理，排气通畅，进样快速，检测时间短，可以完成即时检测的目的。

2、本实用新型的具有自校准功能的生物传感器，制造工艺简单，有利于工业化生产，实用性强。

附图说明

图1是本实用新型的具有自校准功能的生物传感器的结构示意图；

电极层(1)，所述电极层(1)包括检测电极(11)，校准电极(12)和对电极(13)；位于所述电极层上的限定层(2)；位于所述限定层(2)上的中隔层(3)；所述限定层 (2)留有试剂凹孔(21)，暴露所述电极层，其上覆盖反应试剂；所述中隔层(3)留有排气孔(31)；位于所述电极层(1)上的标签层(4)，由此构成完整的具有自校准功能的生物传感器(5)。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本实用新型所述的技术方案给予进一步详细的说明，但有必要指出以下实施例只用于对本实用新型内容的描述，并不构成对本实用新型保护范围的限制。

具体实施例

如图1所示，本实施例的肌酐生物传感器的结构包括：

电极层(1)，所述电极层(1)包括检测电极(11)，校准电极(12)和对电极(13)；位于所述电极层(1)上的限定层(2)；位于所述限定层(2)上的中隔层(3)；所述限定层(2)留有试剂凹孔(21)，暴露所述电极层，其上覆盖反应试剂；所述中隔层(3) 留有排气孔(31)；位于所述电极层(1)上的标签层(4)，由此构成完整的具有自校准功能的生物传感器(5)。

其中，所述电极层(1)为以聚对苯二甲酸二乙酯(PET)为基底层的30nm厚度的金膜，通过激光刻蚀实现相应的电极图案。所述限定层(2)为0.1mm厚度的聚丙烯酸压敏胶，粘贴于电极层(1)之上；所述中隔层(3)为经过亲水处理的透明聚对苯二甲酸二乙酯(PET)片材，粘贴于限定层(2)之上。

血肌酐能反映肾脏受损情况，因而检测血液肌酐有一定的临床意义。然而，通常血液中含有浓度与肌酐接近的内源性肌酸，对肌酐检测造成干扰。

肌酐生物传感器的反应原理如下：

氧化态电子介体+e^----->还原态电子介体(5)

从反应原理易知，在肌酐水解酶催化下将分析物肌酐转化为产物肌酸(1)，肌酸水解酶催化肌酸转化为肌氨酸(2),肌氨酸氧化酶将肌氨酸转化为产物过氧化氢(3)，最后检测过氧化氢的响应电流(4)和(5)。然而，血液中有含有显著浓度的内源性的肌酸，内源性的肌酸同样可以经由(2)-(5)步骤产生响应电流，换言之，内源性肌酸会干扰肌酐浓度的测定。为了实现肌酐的精确检测，必须有效消除肌酸造成的干扰。在本实施例中，按照表1组成比例制备液态的反应试剂，通过点液的方式将液态的反应试剂配置到限定层(2)留有的试剂凹孔(21) 之中，每个凹孔的负载量在0.03mg-0.3mg，优选的，0.15mg。在50℃烘道中干燥10分钟。贴合中隔层和标签层，裁切保存。

表1：液态的反应试剂组成

实验过程：在室温下，利用磷酸盐缓冲液(0.1M，pH7)作为基质，配置四组肌酐样本。样本一(肌酐浓度为1.5mg/dL，肌酸浓度为0mg/dL)和样本二(肌酐浓度为1.5mg/dL，肌酸浓度为3mg/dL)；样本三(肌酐浓度为3mg/dL，肌酸浓度为0mg/dL)和样本四(肌酐浓度为3mg/dL，肌酸浓度为3mg/dL)。每个样本重复测试两次，电流数据见表2。本实施例中，采用-200mV的激励电压，同时采集20秒时的检测电极和校准电极的电流信号值。

表2：肌酐生物传感器的电流数据

从表2可以看出，比较样本一和样本二，样本三和样本四的测试数据。当样本中存在干扰物肌酸时，可以对检测信号产生较大干扰。通过从检测电极电流信号值中减去校准电极电流信号值，利用差值法可以基本消除干扰信号。

以上所述仅为本实用新型的优选例实施方式，并不构成对本实用新型的保护范围的限定。任何在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.具有自校准功能的生物传感器，其特征在于，所述生物传感器包括：

电极层(1)，所述电极层(1)包括检测电极(11)，校准电极(12)和对电极(13)；位于所述电极层(1)上的限定层(2)；位于所述限定层(2)上的中隔层(3)；所述限定层(2)留有试剂凹孔(21)，暴露所述电极层，其上覆盖反应试剂；所述中隔层(3)留有排气孔(31)；位于所述电极层(1)上的标签层(4)，由此构成完整的具有自校准功能的生物传感器(5)。

2.根据权利要求1所述的具有自校准功能的生物传感器，其特征在于，所述限定层(2)为具有一定厚度的压敏胶，粘贴于电极层(1)之上；所述中隔层(3)为经过亲水处理的透明高聚物片材，粘贴于限定层(2)之上。

3.根据权利要求1所述的具有自校准功能的生物传感器，其特征在于，所述电极层(1)为在高分子材料上附着的金属层，通过激光刻蚀或者掩膜溅镀实现相应的电极图案；所述的电极材料可以是金、铂或钯。

4.根据权利要求1-3之一所述的具有自校准功能的生物传感器，其特征在于，所述电极层可以为多个检测电极，多个校准电极和多个对电极构成。

5.根据权利要求4所述的具有自校准功能的生物传感器，其特征在于，所述电极层可由一个检测电极，一个校准电极和一个对电极构成。

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