專(zhuān)利名稱(chēng)：電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條和其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電化學(xué)生物檢測(cè)電極測(cè)試條和其制造方法，并且特別是關(guān)于一種拋棄式電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條和其制造方法。
背景技術(shù)：
二十世紀(jì)以來(lái)，隨著醫(yī)療體系的進(jìn)步，人類(lèi)壽命也不斷延長(zhǎng)，各種文明病更普遍地存在于社會(huì)中，心臟病即是其中重要的例子。據(jù)世界衛(wèi)生組織(WHO)統(tǒng)計(jì)，西元2,000年全球死于血管疾病約有1,670萬(wàn)人，患有心血管疾病估計(jì)約有1億5千萬(wàn)人。近五十年來(lái)的研究使我們已知膽固醇與心血管疾病有著密切關(guān)系。膽固醇過(guò)高，一直是現(xiàn)代人健康的主要危機(jī)。根據(jù)JAMA由美國(guó)西北大學(xué)醫(yī)學(xué)院Stamler所做研究報(bào)告(Stamler J，Relationship of Baseline Serum Cholesterol Levels in 3 Large Cohorts of YoungerMen to Long-Term Coronary，Cardiovascular，and All-Cause Mortality and toLongevity，JAMA 2000 Jul 19；284(3)311-8)發(fā)現(xiàn)，年輕時(shí)血液中膽固醇含量過(guò)高，晚年死于心臟病的機(jī)率越大。長(zhǎng)期膽固醇如果高于240毫克/分升(mg/dL)的男性，死于心臟病的比率是膽固醇在正常值(低于200mg/dL)男性的2至3.6倍；至于年輕男性的膽固醇若超過(guò)280mg/dL，死亡的比率更比正常者多達(dá)8至12倍。此外，膽固醇含量過(guò)高的男性死于心臟病以外的疾病的比率也很高，因?yàn)檫@些疾病與膽固醇過(guò)量也有直接相關(guān)。由The New England Journal of Medicine的報(bào)告(The Long-Term Intervention withPravastatin in Ischaemic Disease(LIPID)Study Group，Prevention ofCardiovascular Events and Death with Pravastatin in Patients with Coronary HeartDisease and a Broad Range of Initial Cholesterol LevelsThe New England Journalof Medicine，November 5，1998，339(19)1349-1357)證明，降低膽固醇的療法對(duì)于心血管疾病的發(fā)病率和死亡率都有明顯的改善效果。根據(jù)研究調(diào)查，血液中膽固醇指數(shù)與死于心血管疾病的機(jī)率有正相關(guān)性。由此可知血液中膽固醇的指數(shù)可說(shuō)是身體健康的部分縮影，有效地控制血液中膽固醇在正常范圍之內(nèi)，將能減低死于心血管疾病和其他相關(guān)疾病的機(jī)率。所以早期發(fā)現(xiàn)膽固醇過(guò)量，是減低罹患心臟病的第一步，同時(shí)也可以降低死亡率。美國(guó)的2010年國(guó)家健康目標(biāo)之一，就是降低成年人中，膽固醇值大于240mg/dL的比率。此外，美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院心肺與血液研究中心在最新頒布的“膽固醇健康教育宣導(dǎo)計(jì)劃”(Expert Panel on Detection Evaluation，and Treatment of HighBlood Cholesterol in Adults(Adult Treatment Panel III)Executive Summary ofthe Third Report of the National Cholesterol Education Program(NECP)；ExpertPanel on Dectection Evaluation，and Treatment of High Blood Cholesterol in Adults(Adult Treatment Panel III)JAMA 2001，2852486-2497)中提到，要找出最可能罹患冠狀動(dòng)脈的潛在危險(xiǎn)種群，另外還要針對(duì)高膽固醇患者進(jìn)行積極治療。所以定時(shí)檢測(cè)膽固醇便成預(yù)防心血管疾病的重要工作。
此外，膽固醇過(guò)低不正常，常是罹患癌癥的警訊。早期對(duì)膽固醇指數(shù)與疾病關(guān)聯(lián)性的研究(Seal US，Doe RP，Byar DP，Corle DK.Response of Serum Cholesterol andTriglycerides to Hormone Treatment and the Relation of Pretreatment Values toMortality in Patients with Prostatic Cancer.Cancer.1976 Sep，38(3)1095-107；Dilman VM，Berstein LM，Ostroumova MN，Tsyrlina YV，Golubev AG.Related ArticlesPeculiarities of Hyperlipidaemia in Tumour Patients.Br J Cancer.1981May；43(5)637-43)中就已發(fā)現(xiàn)，低膽固醇指數(shù)將增加死于癌癥的機(jī)率，如肺癌(Horai T，Nakamura N，Tateishi R，Hattori S.Related Articles，Glycosaminoglycans in HumanLung Cancer.Cancer.1981 Nov 1；48(9)2016-21)和大腸結(jié)腸癌(Siemianowicz K，Serum Total Cholesterol and Triglycerides Levels in Patients with Lung Cancer.Int J Mol Med 2000 Feb；5(2)201-5)。膽固醇指數(shù)突然大幅度下滑，而體重保持穩(wěn)定或是減輕，可能就是癌癥發(fā)生的征兆(Zureik M，Declin in Serum Total Cholesteroland the Risk of Death from Cancer.Epidemiology 1997 Mar；8(2)137-43)。所以，定時(shí)測(cè)量膽固醇指數(shù)，觀(guān)察其指數(shù)變化，不但能預(yù)防心血管疾病發(fā)生，也能知悉癌癥的造訪(fǎng)，可說(shuō)是一舉兩得。綜合以上可知，膽固醇的檢測(cè)功能不論對(duì)一般人預(yù)防保健或是高膽固醇患者治療過(guò)程都十分重要，并且市場(chǎng)應(yīng)用性極廣。
由于生活飲食的改善，通常會(huì)攝取過(guò)量的飽和脂肪酸食物和高膽固醇類(lèi)食物，長(zhǎng)久累積下來(lái)高膽固醇會(huì)對(duì)身體健康構(gòu)成影響，血液中含有過(guò)高的膽固醇容易積聚在血管壁上，血管變得狹窄甚至閉塞，容易導(dǎo)致冠心病或中風(fēng)，為了及早預(yù)防心血管疾病的產(chǎn)生，因此開(kāi)發(fā)可拋棄式電化學(xué)生物檢測(cè)電極測(cè)試條檢測(cè)血液中總膽固醇含量，以達(dá)成自我保健的目的。
電化學(xué)生物檢測(cè)電極測(cè)試條早已應(yīng)用于市面上，現(xiàn)有許多居家自行操作的血糖測(cè)試條。例如同為申請(qǐng)人擁有的中國(guó)臺(tái)灣專(zhuān)利公告第475,983號(hào)所公開(kāi)的簡(jiǎn)易制造的片狀電化學(xué)檢測(cè)電極測(cè)試條，即是應(yīng)用于居家自行操作的血糖和尿酸測(cè)試條。然而，目前市面上尚未有任何利用電化學(xué)生物檢測(cè)電極測(cè)試條來(lái)檢測(cè)血液中總膽固醇含量的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的涉及提供一種電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其是利用生物反應(yīng)膜與樣品接觸發(fā)生生化或化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電效應(yīng)的檢測(cè)原理，來(lái)檢測(cè)血液中總膽固醇含量。
本發(fā)明的另一目的涉及提供一種簡(jiǎn)易制造電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條的方法，所述方法可有效簡(jiǎn)化生物反應(yīng)膜的工藝，快速而且可大量制造，提供大眾普遍使用。


圖1是本發(fā)明的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條的示意圖；圖2是本發(fā)明的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條的側(cè)視圖；圖3是本發(fā)明的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條的構(gòu)造示意圖；和圖4是本發(fā)明的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條與生化分析儀COBAS MIRA的測(cè)量結(jié)果比較圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明涉及一種利用生物活性物質(zhì)與樣品中特定待測(cè)物發(fā)生生化或化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電效應(yīng)的電化學(xué)生物檢測(cè)電極測(cè)試條，其配合感測(cè)器裝置的使用，可非常特異性地且靈敏地測(cè)試樣品中的待測(cè)物，即血液中所含膽固醇。簡(jiǎn)單地說(shuō)，由于本發(fā)明電極測(cè)試條的檢測(cè)方法采用電化學(xué)原理，可直接對(duì)樣品中待測(cè)物定量。
本發(fā)明的電化學(xué)生物檢測(cè)電極測(cè)試條，如圖1和圖2所示，包含平板狀的電絕緣基底101；電極系統(tǒng)，位于平板狀的電絕緣基底101的表面上，至少包含兩個(gè)分開(kāi)而互不接觸的陽(yáng)極部分103a和陰極部分103b；反應(yīng)區(qū)空間107，于平板狀的電絕緣基底101與電極系統(tǒng)的同一側(cè)上方覆蓋具有開(kāi)口的第一電絕緣平板113a，以形成固定寬度的中央凹槽通道的反應(yīng)區(qū)，使得電極系統(tǒng)的陽(yáng)極部分103a未被第一電絕緣平板113a覆蓋的裸露部分一端形成參考電極且另一端形成陽(yáng)極接頭，而所述電極系統(tǒng)的陰極部分103b未被第一電絕緣平板113a覆蓋的裸露部分一端形成工作電極且另一端形成陰極接頭，再于第一電絕緣平板113a上覆蓋一個(gè)具有開(kāi)口的第二電絕緣平板113b，以形成承載生物反應(yīng)膜和樣品的空間；以及生物反應(yīng)膜(未顯示)，覆蓋于未被第一電絕緣平板113a所覆蓋的電極系統(tǒng)的表面和未被電極系統(tǒng)所覆蓋的平板狀的電絕緣基底101的表面上，其是由至少一種生物活性物質(zhì)及混合物溶液組成，其中生物活性物質(zhì)用于與接觸的樣品產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)。
在本發(fā)明電極測(cè)試條的反應(yīng)區(qū)空間107中，是以第二電絕緣平板113b的開(kāi)口為樣品滴入口。此外，第一、第二和第三電絕緣平板113a、113b及113c之間的凹槽通道用以形成過(guò)濾膜區(qū)，位于生物反應(yīng)膜的同一側(cè)表面上，此過(guò)濾膜區(qū)包含一個(gè)或一個(gè)以上樣品過(guò)濾膜，較佳為具有三種不同孔徑大小的樣品過(guò)濾膜121、122和123，用以分離血液中的血漿和血細(xì)胞，使血液經(jīng)此分離過(guò)程后，僅有血漿與生物反應(yīng)膜進(jìn)行生化或化學(xué)反應(yīng)。
本發(fā)明的電極測(cè)試條進(jìn)一步包含第四電絕緣平板113d，其具有比前三者更寬的兩端開(kāi)口的凹槽通道，位于第三電絕緣平板113c表面上方；以及具兩端虹吸式開(kāi)口的蓋板116，位于第四電絕緣平板113d表面上，與第一氣體排出口及第二氣體排出口(未顯示)形成血液流通道；蓋板116的下方貼附親水性薄膜124，其用以加速樣品吸入速度，使樣品迅速充滿(mǎn)樣品收集區(qū)131，以減少樣品吸入速度不一而造成樣品取樣不足，進(jìn)而造成的讀數(shù)誤差。
本發(fā)明的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條的優(yōu)選具體實(shí)施例構(gòu)造示意圖請(qǐng)參考圖3。如圖3所示，此電極測(cè)試條呈矩形片狀，其結(jié)構(gòu)主要包含平板狀的電絕緣基底101，位于電絕緣基底101表面上的電極系統(tǒng)103a及103b，具有開(kāi)口的第一電絕緣平板113a局部覆蓋于電極系統(tǒng)103a及103b上以形成固定寬度的凹槽通道，與樣品產(chǎn)生反應(yīng)的生物反應(yīng)膜(未顯示)，樣品過(guò)濾膜121及122，第二電絕緣平板113b，樣品過(guò)濾膜123，第三電絕緣平板113c，第四電絕緣平板113d，其兩端具樣品吸入口113d-1及113d-2，親水性薄膜124，以及蓋板116。
在本發(fā)明中，平板狀的電絕緣基底101的適用材料并無(wú)特殊限制，優(yōu)選為具有平直的表面、具有電絕緣特性以及耐50℃以上加熱處理的耐熱能力，以便于導(dǎo)電層及生物反應(yīng)膜的加熱干燥固化處理。適用的材料如聚碳酸酯(PC)板、聚氯乙烯(PVC)板、聚丙烯(PP)板、玻璃纖維板(FR-4)、電木板、陶瓷板(CEM-1)或玻璃板等。
本發(fā)明的電極系統(tǒng)可以是二極式電極系統(tǒng)，其包含二條分開(kāi)而互不接觸的陽(yáng)極部分103a和陰極部分103b，用以連接電流式感測(cè)器裝置；陰極部分以第一電絕緣平板113a局部覆蓋，裸露兩端分別是工作電極和陰極接頭，而陰極部分103b的工作電極隨后以生物反應(yīng)膜覆蓋，用以檢測(cè)樣品在電化學(xué)反應(yīng)時(shí)誘發(fā)的電效應(yīng)，陰極接頭則用以連接電流式感測(cè)裝置。陽(yáng)極部分103a同樣以第一電絕緣平板113a局部覆蓋，裸露兩端分別是參考電極和陽(yáng)極接頭，而陽(yáng)極部分的參考電極隨后以生物反應(yīng)膜覆蓋，用以配合工作電極對(duì)樣品作電效應(yīng)的檢測(cè)。
在本發(fā)明的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條中，具有開(kāi)口的第一電絕緣平板113a以不覆蓋住陽(yáng)極接頭、陰極接頭、工作電極及參考電極的情況下被覆于平板狀的電絕緣基底101的表面上，并形成固定寬度的凹槽通道。第一電絕緣平板113a的合適厚度約為0.15毫米或以上，以避免阻力過(guò)大。未覆蓋第一電絕緣平板113a的固定寬度的凹槽通道的工作電極與參考電極兩部分會(huì)形成反應(yīng)區(qū)，此反應(yīng)區(qū)為生物反應(yīng)膜所覆蓋，以利于容納樣品。
本發(fā)明的生物反應(yīng)膜是由生物反應(yīng)試劑滴加并干燥而獲得，其包含生物活性物質(zhì)，例如經(jīng)固化或未固定化的酶、抗體、抗原和微生物細(xì)胞動(dòng)植物細(xì)胞中具有生物性辨識(shí)能力的成分，及包含高分子聚合物、導(dǎo)電介質(zhì)、表面活性劑和緩沖溶液的混合物溶液。其中，當(dāng)本發(fā)明的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條用于檢測(cè)血液中膽固醇含量時(shí)，生物反應(yīng)膜中生物活性物質(zhì)較佳選自膽固醇酯酶、膽固醇氧化酶所組成的群組；而其使用量為8至20微升(μl)可檢測(cè)出血液中膽固醇含量。
高分子聚合物用于固定生物活性物質(zhì)和導(dǎo)電介質(zhì)。此高分子聚合物占生物反應(yīng)試劑中的約0.1至6％之間，可選自聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinyl Pyrrolidone，PVP)、聚乙二醇(Polyethylene Glycol，PEG)、白明膠、葡聚糖(dextran)、聚乙烯醇(polyvinylalcohol，PVA)、甲基纖維素、羧基甲基纖維素和白蛋白所組成的群組。
生物反應(yīng)膜的另一組分是導(dǎo)電介質(zhì)，其用于接收或提供生物活性物質(zhì)與樣品中待測(cè)物的生化或化學(xué)反應(yīng)時(shí)所需的電子轉(zhuǎn)移。此時(shí)的電化學(xué)反應(yīng)的電勢(shì)、電阻或電流變化，可由電極系統(tǒng)103a及103b與生物反應(yīng)膜接觸的工作電極與參考電極傳導(dǎo)至電極系統(tǒng)的另一端的陰極接頭與陽(yáng)極接頭。當(dāng)此電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條與感測(cè)器連接時(shí)，此感測(cè)器可通過(guò)電壓輸出裝置對(duì)電極測(cè)試條施加外加電壓，以及訊號(hào)接收裝置，將前述電化學(xué)反應(yīng)的電勢(shì)、電阻或電流變化接收，通過(guò)顯示裝置將訊號(hào)轉(zhuǎn)換成待測(cè)物濃度顯示。適用的導(dǎo)電介質(zhì)選自由硫堇(thionine)、吩嗪硫酸甲酯(phenazine methosulfate)、鐵氰化鉀(potassium ferrocynaide)和甲基紫精(methyl viologen)所組成的群組，本發(fā)明的具體實(shí)施例中使用鐵氰化鉀作為導(dǎo)電介質(zhì)，生物反應(yīng)膜組成分的導(dǎo)電介質(zhì)占反應(yīng)膜組成配方重量百分比的約2至20％之間。
生物反應(yīng)膜的另一組分是表面活性劑，其用于使生物反應(yīng)試劑能分散覆蓋至疏水性的測(cè)試區(qū)域，表面活性劑占反應(yīng)試劑組成配方重量百分比的約0.1至1％之間。適合的表面活性劑包含Tween 20、TritonX-100、聚氧化乙烯、甘油、脂肪酸、油酸或磷脂酰膽堿。
生物反應(yīng)膜的另一組分是緩沖溶液，可由檸檬酸、磷酸氫二鉀、磷酸二氫鉀、三羥甲基氨基甲烷(Tris)或硼酸鹽和去離子水組成，此緩沖溶液占反應(yīng)試劑重量百分比的約84至97％之間。此緩沖溶液是用于當(dāng)與樣品接觸時(shí)，能使整體反應(yīng)中保持生物活性物質(zhì)的最佳活性。
在生物反應(yīng)膜上方可覆蓋三種不同孔徑大小的樣品過(guò)濾膜121、122和123，此等過(guò)濾膜的適用材質(zhì)可為無(wú)紡布、玻璃纖維、濾紙或尼龍，其中孔徑較小的樣品過(guò)濾膜121置于生物反應(yīng)膜上方，孔徑大小約為0.1至3微米(μm)，另一孔徑較大的樣品過(guò)濾膜122則置于孔徑小的樣品過(guò)濾膜的上方，孔徑大小約為1至10微米，還有親水性的樣品過(guò)濾膜123置于前兩者的上方，可加速血液的擴(kuò)散速率。樣品過(guò)濾膜121及122覆蓋于，較佳緊貼于生物反應(yīng)膜上方，其用意在于利用兩種不同孔徑大小的濾材將血液中的血細(xì)胞截留在過(guò)濾膜上方，而僅有血漿可通過(guò)過(guò)濾膜與生物反應(yīng)膜進(jìn)行反應(yīng)。
本發(fā)明的電極測(cè)試條中采用兩端具有虹吸式開(kāi)口的蓋板116，用以保護(hù)生物反應(yīng)膜免于遭受污染，并限制定量樣品進(jìn)入反應(yīng)區(qū)中，以降低檢測(cè)誤差反應(yīng)區(qū)。
本發(fā)明還提供一種制造電化學(xué)膽固醇檢測(cè)測(cè)試條的方法，其包含下列步驟(a)提供平板狀的電絕緣基底；(b)于所述平板狀的電絕緣基底的表面上形成導(dǎo)電層，并使所述導(dǎo)電層形成至少包含兩個(gè)分開(kāi)而互不接觸的陽(yáng)極部分及陰極部分的電極系統(tǒng)；(c)于所述電極系統(tǒng)上覆蓋具有開(kāi)口的第一電絕緣平板，以形成固定寬度的凹槽通道，使所述電極系統(tǒng)的陽(yáng)極部分未被所述第一電絕緣平板覆蓋的裸露部分一端形成至少參考電極和另一端形成陽(yáng)極接頭，而所述電極系統(tǒng)的陰極部分未被所述第一電絕緣平板覆蓋的裸露部分一端形成至少工作電極和另一端形成陰極接頭；(d)將生物反應(yīng)試劑滴加于所述凹槽通道上，所述生物反應(yīng)試劑含有至少一種生物活性物質(zhì)以與接觸的樣品產(chǎn)生電化學(xué)反應(yīng)；(e)進(jìn)行干燥，使所述生物反應(yīng)試劑形成生物反應(yīng)膜，覆蓋于所述凹槽通道底部而形成的反應(yīng)區(qū)；(f)于所述反應(yīng)區(qū)上方覆蓋一個(gè)或一個(gè)以上樣品過(guò)濾膜，用以分離血細(xì)胞及血漿，使分離后僅有血漿與所述生物反應(yīng)膜進(jìn)行反應(yīng)；以及(g)將第二電絕緣平板覆蓋于所述樣品過(guò)濾膜上，所述第二電絕緣平板對(duì)應(yīng)于所述第一電絕緣平板的凹槽通道的位置具有開(kāi)口，其中所述平板狀絕緣基底、所述凹槽通道的第一間隙壁及第二間隙壁和所述第二電絕緣平板圍成反應(yīng)區(qū)空間。
根據(jù)本發(fā)明制造電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條的方法，首先在平板狀的電絕緣基底101的任一平直表面上以網(wǎng)版印出至少一層分開(kāi)而互不接觸的包含陽(yáng)極部分103a與陰極部分103b的電極系統(tǒng)，如圖3所示。電極系統(tǒng)的材料并無(wú)特殊限制，為任何適合網(wǎng)版印刷的導(dǎo)電性材料，可以選自碳膠、銀膠、金膠、碳銀混合膠及銅膠，然后于60-80℃下干燥固化。
在本發(fā)明制法的(c)步驟中，以具有雙面膠的第一電絕緣平板113a覆蓋于電極系統(tǒng)的同一側(cè)表面上，第一電絕緣平板113a的較佳厚度約為0.15mm或以上，且保留部分裸露的電極系統(tǒng)以形成陽(yáng)極接頭及陰極接頭。第一電絕緣平板113a的開(kāi)口處和平板狀的電絕緣基底101所形成的凹槽通道即為包含生物反應(yīng)膜的反應(yīng)區(qū)。
在步驟(d)和(e)中，優(yōu)選以雙程式滴加方式將生物反應(yīng)試劑形成于反應(yīng)區(qū)表面上。此雙程式分別為高分子聚合物層及生物活性物質(zhì)反應(yīng)層兩層，每形成一層必須要先經(jīng)40至60℃下干燥，其中高分子聚合物層混合溶液是由高分子聚合物和緩沖溶液所組成，而生物活性物質(zhì)反應(yīng)層混合溶液是由導(dǎo)電介質(zhì)、表面活性劑和緩沖溶液所組成。
在步驟(f)中，優(yōu)選將具有三種不同孔徑大小的樣品過(guò)濾膜貼覆在生物反應(yīng)膜上。這些過(guò)濾膜的適用材質(zhì)包含無(wú)紡布、玻璃纖維、濾紙或尼龍，其中孔徑較小的樣品過(guò)濾膜置于生物反應(yīng)膜上方，孔徑大小約為0.1-3μm，另一孔徑較大的過(guò)濾膜則置于孔徑小的過(guò)濾膜的上方，孔徑大小約為1-10μm；這兩個(gè)樣品過(guò)濾膜緊貼于生物反應(yīng)膜上方，還有親水性的樣品過(guò)濾膜123置于前兩者的上方，可加速血液的擴(kuò)散速率，并用帶開(kāi)口的第二電絕緣平板113b加以覆蓋。
本發(fā)明電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條中電絕緣平板的開(kāi)口優(yōu)選為正方形或長(zhǎng)方形孔狀。
本發(fā)明制造方法另包含覆蓋下方貼附親水性薄膜124的左右兩端具虹吸式開(kāi)口的蓋板，使反應(yīng)區(qū)的左右兩端各具有樣品吸入口。
本發(fā)明電極測(cè)試條的檢測(cè)方法相當(dāng)容易于片狀電極的電化學(xué)測(cè)定器中進(jìn)行。將待測(cè)樣品，即血液，由樣品吸入口113d-1及113d-2吸入以快速充滿(mǎn)樣品收集區(qū)131，再以樣品過(guò)濾膜121、122和123將血液中的血細(xì)胞截留于樣品過(guò)濾膜122和123中，使血液經(jīng)過(guò)濾后僅存血漿流入反應(yīng)區(qū)空間107的反應(yīng)區(qū)，于是樣品中待測(cè)物，即膽固醇會(huì)與生物反應(yīng)膜的生物活性物質(zhì)和導(dǎo)電介質(zhì)產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，利用電化學(xué)測(cè)定器即可很容易測(cè)得反應(yīng)所產(chǎn)生的電流，進(jìn)而推知待測(cè)物的濃度。
本發(fā)明還提供一種電化學(xué)檢測(cè)儀器，包含一種可拋棄式電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條和一個(gè)感測(cè)器裝置，可直接分析樣品中待測(cè)物的含量。
以下實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明，但并非用以限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，任何熟悉本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不違背本發(fā)明的精神下所能夠達(dá)成的修改和變化，均屬于本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1在聚碳酸酯絕緣基底的平直表面上，以網(wǎng)版印出二個(gè)分開(kāi)而互不接觸的碳膠導(dǎo)電層的陽(yáng)極部分與陰極部分，在60至80℃的溫度下烘干后，于電極系統(tǒng)的同側(cè)表面覆蓋具有開(kāi)口的電絕緣平板，以形成固定寬度的凹槽通道的反應(yīng)區(qū)，并保留部分裸露的電極系統(tǒng)的陽(yáng)極部分與陰極部分，以分別形成陽(yáng)極接頭與陰極接頭。所述凹槽通道所形成的區(qū)域即為覆蓋生物反應(yīng)膜的反應(yīng)區(qū)。
之后將含表1的配方成份及比例的生物反應(yīng)試劑，以滴加方式加注到凹槽通道中，在40至60℃下干燥。再將樣品過(guò)濾膜、具開(kāi)口的電絕緣平板和左右兩端具虹吸式開(kāi)口的蓋板，依序組合貼上后，形成本發(fā)明的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條。
表1 生物反應(yīng)試劑的配方羧甲基纖維素(Carboxymethyl cellulose)0.5％甲基纖維素(Methyl cellulose) 0.8％膽固醇酯酶(Cholesterol esterase)(120U/mg)0.1％膽固醇氧化酶(Cholesterol oxidase)(25U/mg)0.6％赤血鹽(鐵氰化鉀，Potassium ferricyanide) 7％磷酸鹽緩沖溶液(pH＝7.0；0.1M)90.9％Triton X-10000.1％將制得的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，以膽固醇標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行膽固醇含量測(cè)試，發(fā)現(xiàn)本發(fā)明電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條所測(cè)得的膽固醇濃度與生化分析儀COBARSMIRS測(cè)得的膽固醇讀數(shù)相近，如圖4所示。
實(shí)施例2重復(fù)實(shí)施例1的步驟，其中生物反應(yīng)試劑的配方成份和比例改如表2中所示。
表2生物反應(yīng)試劑的配方每100ml的生物反應(yīng)劑配方含量白蛋白(Albumin)0.45g甲基纖維素 0.3g聚乙烯吡咯烷酮(Polyvinyl pyrrolidone) 0.5g膽固醇酯酶(120U/mg)75KU膽固醇氧化酶(25U/mg) 175KU赤血鹽(鐵氰化鉀) 9g檸檬酸溶液(0.1M) 45ml磷酸鹽緩沖溶液(pH＝7.0；0.1M) 加至100mlTriton X-100 500μl
測(cè)試結(jié)果表2-1所示表2-1

*n＝3表示重復(fù)測(cè)試三次實(shí)施例3重復(fù)實(shí)施例1的步驟，其中生物反應(yīng)試劑的配方成份和比例改如表3所示。
表3 生物反應(yīng)試劑的配方每100ml的生物反應(yīng)劑配方含量白蛋白0.5g甲基纖維素0.4g膽固醇酯酶(120U/mg) 90KU膽固醇氧化酶(25U/mg) 120KU赤血鹽(鐵氰化鉀) 12g磷酸鹽緩沖溶液(pH＝7.0；0.1M) 加至100mlTriton X-100 100ul測(cè)試結(jié)果如表3-1所示表3-1

實(shí)施例4重復(fù)實(shí)施例1的步驟，其中生物反應(yīng)試劑的配方成份和比例改如表4所示。
表4 生物反應(yīng)試劑的配方每100ml的生物反應(yīng)劑配方含量羧甲基纖維素0.3g白蛋白 0.4g膽固醇酯酶(120U/mg) 150KU膽固醇氧化酶(25U/mg)250KU赤血鹽(鐵氰化鉀)10g磷酸鹽緩沖溶液(pH＝7.0；0.2M) 加100mlTriton X-100200ul測(cè)試結(jié)果如表4-1所示表4-1

*n＝10表示重復(fù)測(cè)試十次綜上所述，雖然本發(fā)明已由優(yōu)選實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何所述領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，可做出各種改動(dòng)和修正，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)以所附的權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其包含平板狀的電絕緣基底；電極系統(tǒng)，位于所述平板狀電絕緣基底的表面上，所述電極系統(tǒng)至少包含工作電極與參考電極；反應(yīng)區(qū)空間，在所述平板狀的電絕緣基底與所述電極系統(tǒng)的同一側(cè)上方覆蓋具有開(kāi)口的第一電絕緣平板，以形成固定寬度的凹槽通道的反應(yīng)區(qū)，再覆蓋具有開(kāi)口的第二電絕緣平板，以形成承載生物反應(yīng)膜和樣品的空間；生物反應(yīng)膜，位于所述電極系統(tǒng)的表面上并覆蓋所述反應(yīng)區(qū)，其包含至少一種生物活性物質(zhì)，用以與接觸的樣品產(chǎn)生生化或化學(xué)反應(yīng)；和一個(gè)或一個(gè)以上樣品過(guò)濾膜，位于所述生物反應(yīng)膜上，用以分離血液中的血細(xì)胞和血漿，使分離后僅有血漿與所述生物反應(yīng)膜進(jìn)行反應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述平板狀的電絕緣基底選自由聚碳酸酯板、聚氯乙烯板、聚丙烯板、玻璃纖維板(FR-4)、電木板、陶瓷板(CEM-1)和玻璃板所組成的群組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述電極系統(tǒng)是二極式電極系統(tǒng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述第一電絕緣平板的厚度至少大于約0.15毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述生物反應(yīng)膜包含生物活性物質(zhì)、表面活性劑、高分子聚合物與導(dǎo)電介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述生物活性物質(zhì)是選自以下群組和其結(jié)合物經(jīng)固定化或未固定化的酶、抗體、抗原和微生物細(xì)胞動(dòng)植物細(xì)胞中具有生物性辨識(shí)能力的成分。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中表面活性劑選自由Tween 20、Tritonx-100、聚氧化乙烯、甘油、脂肪酸、油酸和磷脂酰膽堿所組成的群組。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述高分子聚合物選自由聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇(PEG)、白明膠、葡聚糖、聚乙烯醇(PVA)、甲基纖維素和羧基甲基纖維素所組成的群組。
9.根據(jù)權(quán)利要求5的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述導(dǎo)電介質(zhì)選自由硫堇(thionine)、吩嗪硫酸甲酯(phenazine methosulfate)、鐵氰化鉀(potassiumferrocynaide)和甲基紫精(methyl viologen)所組成的群組。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述樣品過(guò)濾膜包含無(wú)紡布、玻璃纖維、濾紙或尼龍。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述電極測(cè)試條包含二個(gè)具有不同孔徑的樣品過(guò)濾膜，其中孔徑較小的過(guò)濾膜的孔徑大小約為0.1至3μm，孔徑較大的過(guò)濾膜的孔徑大小約為1至10μm。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述電極測(cè)試條包含具有加速血液擴(kuò)散的親水性樣品過(guò)濾膜。
13.一種電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其包含平板狀的電絕緣基底；電極系統(tǒng)，位于所述平板狀電絕緣基底的表面上，所述電極系統(tǒng)至少包含工作電極和一參考電極，并且所述工作電極和所述參考電極分開(kāi)而互不接觸；第一電絕緣平板覆蓋于所述電極系統(tǒng)上，所述第一電絕緣平板具有開(kāi)口，以形成固定寬度的凹槽通道，并且所述凹槽通道底部暴露出部分的電極系統(tǒng)，所述凹槽通道具有第一間隙壁和第二間隙壁；生物反應(yīng)膜，覆蓋所述凹槽通道底部暴露出部分的電極系統(tǒng)，所述生物反應(yīng)膜含有至少一種生物活性物質(zhì)以與接觸的樣品產(chǎn)生生化或化學(xué)反應(yīng)；一個(gè)或一個(gè)以上樣品過(guò)濾膜，位于所述生物反應(yīng)膜上，用以分離血液中的血細(xì)胞和血漿，使分離后僅有血漿與所述生物反應(yīng)膜進(jìn)行反應(yīng)；和第二電絕緣平板，覆蓋于所述樣品過(guò)濾膜上，所述第二電絕緣平板對(duì)應(yīng)于所述第一電絕緣平板的凹槽通道的位置具有開(kāi)口，其中所述平板狀絕緣基底、所述第一間隙壁、所述第二間隙壁和所述第二電絕緣平板圍成反應(yīng)區(qū)空間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述生物反應(yīng)膜包含生物活性物質(zhì)、表面活性劑、高分子聚合物與導(dǎo)電介質(zhì)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述生物活性物質(zhì)是用于與接觸的樣品產(chǎn)生生化或化學(xué)反應(yīng)，其可選自以下群組和其結(jié)合物經(jīng)固定化或未固定化的酶、抗體、抗原和微生物細(xì)胞動(dòng)植物細(xì)胞中具有生物性辨識(shí)能力的成分。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述表面活性劑選自由Tween 20、TritonX-100、聚氧化乙烯、甘油、脂肪酸、油酸和磷脂酰膽堿所組成的群組。
17.根據(jù)權(quán)利要求14的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述高分子聚合物選自由聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙二醇、白明膠、葡聚糖、聚乙烯醇、甲基纖維素和羧基甲基纖維素所組成的群組。
18.根據(jù)權(quán)利要求14的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述導(dǎo)電介質(zhì)選自由硫堇、吩嗪硫酸甲酯、鐵氰化鉀和甲基紫精所組成的群組。
19.根據(jù)權(quán)利要求13的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中樣品過(guò)濾膜包含無(wú)紡布、玻璃纖維、濾紙或尼龍。
20.根據(jù)權(quán)利要求13的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述第一電絕緣平板的厚度至少大于約0.15微米。
21.根據(jù)權(quán)利要求13的電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條，其中所述反應(yīng)區(qū)空間是以所述開(kāi)口為樣品吸入口，以及在所述凹槽通道未被所述第一和第二間隙壁阻擋的兩端分別為第一氣體排出口和第二氣體排出口。
22.一種電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條的制造方法，其包含下列步驟(a)提供平板狀的電絕緣基底；(b)在所述平板狀的電絕緣基底的表面上形成導(dǎo)電層，并使所述導(dǎo)電層形成包含兩個(gè)分開(kāi)而互不接觸的陽(yáng)極部分和陰極部分的電極系統(tǒng)；(c)在所述電極系統(tǒng)上覆蓋具有開(kāi)口的第一電絕緣平板，以形成固定寬度的凹槽通道，使所述電極系統(tǒng)的陽(yáng)極部分未被所述第一電絕緣平板覆蓋的部分一端形成至少一個(gè)參考電極，所述電極系統(tǒng)的陰極部分未被所述第一電絕緣平板覆蓋的部分一端形成至少一個(gè)工作電極；(d)將生物反應(yīng)試劑滴加到所述凹槽通道底部未被所述第一電絕緣平板覆蓋的電極系統(tǒng)上，所述生物反應(yīng)試劑含有至少一種生物活性物質(zhì)以與接觸的樣品產(chǎn)生生化或化學(xué)反應(yīng)；(e)進(jìn)行干燥，使所述生物反應(yīng)試劑形成生物反應(yīng)膜，覆蓋于所述凹槽通道底部以形成反應(yīng)區(qū)；(f)在所述生物反應(yīng)膜上方覆蓋一個(gè)或一個(gè)以上樣品過(guò)濾膜，用以分離血液中的血細(xì)胞和血漿，使分離后僅有血漿與所述生物反應(yīng)膜進(jìn)行反應(yīng)；和(g)將第二電絕緣平板覆蓋于所述樣品過(guò)濾膜上，所述第二電絕緣平板對(duì)應(yīng)于所述第一電絕緣平板的凹槽通道的位置具有開(kāi)口。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的制造方法，其中所述電極系統(tǒng)的陽(yáng)極部分未被所述第一電絕緣平板覆蓋的另一端形成陽(yáng)極接頭，所述電極系統(tǒng)的陰極部分未被所述第一電絕緣平板覆蓋的另一端形成陰極接頭。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的制造方法，其另包含將兩端具有虹吸式開(kāi)口的蓋板覆蓋于所述第二電絕緣平板上，使所述反應(yīng)區(qū)具有左右兩端的樣品吸入口。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的制造方法，其中所述生物反應(yīng)試劑是由生物活性物質(zhì)與混合物溶液所組成，并且其中所述混合物溶液包含導(dǎo)電介質(zhì)、高分子聚合物、表面活性劑與緩沖溶液。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的制造方法，其中所述表面活性劑占所述生物反應(yīng)試劑組成配方重量百分比的約0.1至1％之間。
27.根據(jù)權(quán)利要求25的制造方法，其中所述高分子聚合物占所述生物反應(yīng)試劑組成配方重量百分比的約0.1至6％之間。
28.根據(jù)權(quán)利要求25的制造方法，其中所述緩沖溶液占所述生物反應(yīng)試劑組成配方重量百分比的約84至97％之間。
29.根據(jù)權(quán)利要求25的制造方法，其中所述導(dǎo)電介質(zhì)占所述生物反應(yīng)試劑組成配方重量百分比的約2至20％之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電化學(xué)膽固醇檢測(cè)電極測(cè)試條和其制造方法。本發(fā)明的電極測(cè)試條是利用生物活性物質(zhì)與血液中膽固醇發(fā)生生化或化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電效應(yīng)，再配合感測(cè)器裝置來(lái)檢測(cè)出血液中總膽固醇含量。所述電極測(cè)試條至少包含傳遞所述生化或化學(xué)反應(yīng)中所產(chǎn)生的電效應(yīng)的電極系統(tǒng)、生物反應(yīng)膜和位于所述生物反應(yīng)膜上的樣品過(guò)濾膜，其中所述樣品過(guò)濾膜上方兩端各具有樣品吸入口。
文檔編號(hào)G01N27/416GK101074963SQ200610080548
公開(kāi)日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2006年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月17日
發(fā)明者陳慧玲, 楊金昌, 涂耀仁, 郭蕙蘭, 陳筑瑄, 徐詳崴 申請(qǐng)人:聿新生物科技股份有限公司