專利名稱：一次性溫度補償型生物傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一次性溫度補償型生物傳感器，屬生物技術(shù)領(lǐng)域。
所說的一次性生物傳感器是指不能或不需要重復(fù)使用的生物傳感器，如印刷酶電極，系采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)將酶、介體和基體電極印制在塑料基片上而成，能均一、低成本地批量生產(chǎn)，電極用過即扔，使用十分方便。英國公司最先獲得專利，能用于體液糖、發(fā)酵性糖、醇類、氨基酸類等生化參數(shù)的快速測定，不重復(fù)使用意味著不能在同一支生物探頭上既標(biāo)定又測定已知有兩種標(biāo)定方式一種是盡可能提高生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性，使不同批生產(chǎn)的生物探頭具有良好的互換性，生物探頭在出廠以前經(jīng)抽樣標(biāo)定，符合標(biāo)準(zhǔn)響應(yīng)值視為合格，這種方式在技術(shù)上較難保證；另一種是在同批生產(chǎn)的生物探頭中抽樣標(biāo)定，根據(jù)標(biāo)定參數(shù)選用一固定阻值的電阻，封裝成標(biāo)準(zhǔn)探頭并隨同該批生物探頭送至用戶，當(dāng)用戶將該標(biāo)準(zhǔn)探頭接入生物傳感器儀插口時，儀器便將該批生物探頭的標(biāo)定參數(shù)輸入，每一批生產(chǎn)的生物探頭都配有相應(yīng)阻值的標(biāo)準(zhǔn)探頭，由此可避免生物探頭批間差異而導(dǎo)致的測定誤差。但是，由于酶反應(yīng)總是受溫度影響的，上述的兩種方式均不能避免用戶測定時環(huán)境溫度與廠家標(biāo)定時溫度的不同而引起的測定誤差，其溫差越大，誤差越大。
本發(fā)明的任務(wù)是提供一種一次性溫度補償型生物傳感器，使一次性生物探頭在不同季節(jié)、地域和晝夜的環(huán)境溫度變化下，不受溫度變化的影響，保證測定準(zhǔn)確性。
其解決的方案是生物探頭具有一定的溫度系數(shù)，因此其標(biāo)定值(指在某指定條件下，生物探頭對標(biāo)準(zhǔn)濃度被測物的響應(yīng))在不同溫度下不同，當(dāng)確定了溫度函數(shù)后，選定與生物探頭的溫度函數(shù)具有相應(yīng)的溫度函數(shù)的熱敏元件(如熱敏電阻)，再串聯(lián)一支阻值固定的普通電阻，構(gòu)成一支標(biāo)準(zhǔn)探頭，目的是使該標(biāo)準(zhǔn)探頭在不同的溫度下接入生物傳感器儀后，其輸出對應(yīng)于生物探頭在相同條件下對標(biāo)準(zhǔn)濃度被測物的標(biāo)定值。每批生物探頭都配有這種標(biāo)準(zhǔn)探頭，使用時，先用該標(biāo)準(zhǔn)探頭標(biāo)定生物傳感器儀，使儀器讀入在檢測溫度下生物探頭的標(biāo)定值，再用生物探頭對樣品測定，便能解決由于環(huán)境溫度的變化引起的測定誤差。
如前所述，現(xiàn)有一次性生物傳感器測定容易受溫度變化的影響。與之相比，本實用新型能克服這種影響，保證測定的準(zhǔn)確性，因而具有明顯的優(yōu)點。
下面描述本實用新型的實施例附

圖1是本發(fā)明的一種一次性生物傳感器(生物探頭為酶電極)，主機1(長12cm，寬9cm，高1cm)，由顯示屏幕2，按鍵開關(guān)3和酶電極4(長3.8cm，寬0.7cm，厚0.2cm)組成。標(biāo)準(zhǔn)電極5由固定電阻6，熱敏電阻7，接頭9和導(dǎo)電條8組成，將通過接頭9與主機1連接。酶電極4由電極10，接頭11和導(dǎo)電條12組成，將通過接頭11與主機1連接。
附圖2是本發(fā)明的一種一次性生物傳感器儀的檢測電路原理圖，由整機電源1，射級跟隨器2，差動放大器3，功率放大器4，V/F轉(zhuǎn)換器5，MCS51單片機6，液晶顯示器7和電極接口8等組成。
酶電極制作用市售的銀導(dǎo)電油墨以絲網(wǎng)印刷的方法印刷在塑料基材(如PVC)表面形成一層導(dǎo)電銀條，干燥后在其上印刷一層市售導(dǎo)電碳漿，形成基礎(chǔ)電極；干燥后用含有一定比例的葡萄糖氧化酶和介體(如二茂鐵及其衍生物、苯醌、鐵氰化鉀、TTF、TCNQ等，比例為5％-10％)懸液，用滴注或印刷的方法固定于基礎(chǔ)電極表面，即可形成活性酶電極。
酶電極的溫度補償方式用上述方法制作的酶電極的溫度函數(shù)為lgI＝a/T+b(I為酶電極的響應(yīng)輸出電流值(uA)；T為熱力學(xué)溫度(K)；a，b分別為常數(shù))。以5mmol/L葡萄糖溶液為測試樣品，在15攝氏度時，某批酶電極的標(biāo)定值為10uA/5mM葡萄糖。選用固定電阻A的阻值RI為19.5千歐，選用熱敏電阻B，其15攝氏度時的阻值R2為5.6千歐，溫度函數(shù)為lgR＝a2/T+b2，將A和B串聯(lián)組成標(biāo)準(zhǔn)電極C。C在15攝氏度時的阻值R3為25.1千歐，輸出電流I′＝U/R3＝9.96uA(U為0.25V的恒定電壓)。時葡萄糖溶液測定值的計算為測定值＝酶電極在某溫度下對葡萄糖溶液的響應(yīng)值×5/標(biāo)定值。以標(biāo)準(zhǔn)電極在不同溫度下的輸出作為標(biāo)定值進(jìn)行補償，補償結(jié)果見附表1，表中未補償?shù)慕Y(jié)果是以酶電極在15攝氏度時對5mmol/L葡萄糖溶液的響應(yīng)為標(biāo)定值計算的。結(jié)果顯示本儀器能顯著減少因溫度影響造成的誤差。
酶電極儀檢測程序開機——插入標(biāo)準(zhǔn)電極——儀器自動讀入標(biāo)定值——插入酶電極——滴加樣品——儀器自動測量顯示結(jié)果。
權(quán)利要求一種一次性溫度補償型生物傳感器，其特征是每批生產(chǎn)的生物探頭配有一支標(biāo)準(zhǔn)探頭，該標(biāo)準(zhǔn)探頭由熱敏元件(如熱敏電阻，固定電阻和導(dǎo)電條和接頭組成，固定電阻的一端通過導(dǎo)線條與接頭的一極連接，另一端通過導(dǎo)線條與熱敏電阻的一端連接，熱敏電阻的另一端通過導(dǎo)線條與接頭的另一極連接，開機后，標(biāo)準(zhǔn)探頭通過其接頭與生物傳感器儀主機的插座連接，從而對后續(xù)測定進(jìn)行標(biāo)定和溫度補償。
專利摘要本實用新型是關(guān)于一次性溫度補償型生物傳感器的發(fā)明,特點是避免環(huán)境溫度變化對生物探頭測定準(zhǔn)確性的影響,每批生物探頭配有一支由熱敏電阻和普通電阻等構(gòu)成的標(biāo)準(zhǔn)探頭,與生物傳感儀連接后,其在某溫度下的響應(yīng)輸出,對應(yīng)于該批生物探頭在同樣溫度條件下對標(biāo)準(zhǔn)濃度被測物的響應(yīng)值,生物探頭對樣品測定前,用該標(biāo)準(zhǔn)探頭標(biāo)定生物傳感器儀,能避免由于測試環(huán)境溫度與出廠前生物探頭標(biāo)定溫度的不同而導(dǎo)致的測定誤差。
文檔編號G01D3/028GK2293046SQ96204080
公開日1998年9月30日 申請日期1996年2月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年2月9日
發(fā)明者張先恩, 危宏平, 劉牧龍, 張曉梅, 張煜, 張治平, 唐建客 申請人:中國科學(xué)院武漢病毒研究所