一种满血触发的电化学试纸的制作方法

1.本发明属于电化学试纸技术领域，具体涉及一种满血触发的电化学试纸。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，饮食习惯在不断变化，工作压力导致生活作息的不规律，患上慢性疾病的风险日益增加，因此对身体的日常监测能有效发现并及早做出预防，目前日常监测主要体现在胆固醇、血糖、酮体和尿酸几个方面。
3.胆固醇是由乙酰辅酶a通过异戊二烯单位的缩合反应合成的一种环戊烷多氢菲的衍生物，胆固醇是合成肾上腺皮质激素、性激素、胆汁酸及维生素d等生理活性物质的重要原料，也是构成细胞膜的主要成分，其血清浓度可作为脂代谢的指标。目前胆固醇的测定主要用于心血管病危分析，当胆固醇升高时，常见于动脉粥样硬化、原发性高血脂症、胆总管堵塞等；当胆固醇偏低时，常见于低脂蛋白血症、贫血、败血症、营养不良等。
4.血中的葡萄糖称为血糖(glu)。葡萄糖是人体的重要组成成分，也是能量的重要来源。血糖的监测可以更好地筛查糖尿病患者和更好的掌控糖尿病患者的血糖变化，对生活规律，活动，运动，饮食以及合理用药都具有重要的指导意义，并可以帮助患者随时发现问题，及时到医院就医。
5.酮体是脂肪酸在肝脏内正常分解代谢的中间产物，包括β
‑
羟丁酸、乙酰乙酸和丙酮。由于糖尿病患者不能正常利用葡萄糖氧化供能，因此体内脂肪分解增加，肝脏脂肪酸代谢相应旺盛，造成体内酮体大量堆积，从而导致酮症及酮症酸中毒。不仅如此，有研究表明，糖尿病患者在血糖浓度升高之前，血液中酮体的浓度会有明显的升高，因此，测定酮体的浓度对于糖尿病的早期预警很有意义。
6.尿酸是人体内嘌呤代谢的最终产物，主要来源于细胞代谢分解的核酸、其他嘌呤类化合物及食物中的嘌呤经过酶的作用分解而形成，尿酸具有弱酸性和还原性，对人体免受自由基的损伤具有重要作用。正常情况下人体内的尿酸的生成与排泄速率较恒定，体液中尿酸含量的变化可以充分反映出人体代谢、免疫等机能状况。当血液中的尿酸浓度过高时，可引发一系列疾病，如糖尿病、高血压、痛风症、心力衰竭等，因此检测人体内尿酸的含量显得格外重要。
7.目前要检测人体内的胆固醇、血糖、酮体和尿酸等指标时需要借助大型的生化分析仪和专业的人员进行操作，这增加了检测的时间和成本。基于上述情形，设计一种简单易用的电化学试纸用于快速检测人体血液中的胆固醇、血糖、酮体和尿酸等含量，具有重大意义。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种满血触发的电化学试纸，用于监测人体胆固醇、血糖、酮体和尿酸等含量，对于疾病的早期发现和预防提供技术支持。
9.为了实现上述技术目的，本发明具体采用以下技术方案：
10.一种满血触发的电化学试纸，包括依次设置的pet基片、冲槽白胶层、亲水膜层和盖片层，所述pet基片上附着有电极层，电极层包括反应区、工作电极、对电极、满血电极和引脚，所述反应区设置pet基片的一端，反应区上设置有酶层，所述工作电极、对电极和满血电极分别依次设置在反应区上，且满血电极位于远离反应区采样口的一端，所述引脚用于对应连接工作电极、对电极和满血电极，所述引脚设置在pet基片的另一端用于连接检测仪器。
11.所述电极层由导电银浆、导电碳浆、绝缘油墨采用丝网印刷的方式印刷在pet片材上。其中，导电碳浆用于制备工作电极、对电极和满血电极以及引脚，导电银浆用于制备连接工作电极、对电极和满血电极与引脚的引线，绝缘油墨附着于电路上并漏出反应区和引脚。
12.所述的冲槽白胶层粘贴于电极层上，在冲槽白胶层的一端设置有第一通槽，所述第一通槽与反应区对应设置。
13.所述的亲水膜层附着于冲槽白胶层上，在上亲水膜层上设置有排气孔，所述排气孔对应设置在反应区远离反应区采样口的一端，所述排气孔、酶层和亲水膜层构成虹吸结构，有助于血样布满反应区。
14.所述盖片层附着于亲水膜层上，所述盖片层上设置有第二通槽，所述第二通槽与第一通槽相对应，漏出亲水膜层的排气孔。
15.本发明的有益效果为：
16.1)本发明电化学试纸可以速检测人体血液中的胆固醇、血糖、酮体和尿酸等含量；
17.2)增加满血电极，当血液吸入反应区充满反应区时会导致满血触发电极导通才开始进行检测，如果血液未吸满，则不会使满血触发电极导通，则会提示血液未吸满，这样可完全避免在测试过程中因为血液未吸满且未察觉的情况下被不准确的测试结果所误导的风险；
18.3)本发明所用的银电极和碳电极来制作试纸，且所用的试剂大部分都是稳定且价格便宜的，极大地降低了生产成本。
附图说明
19.图1是本发明电化学试纸的封层结构示意图；
20.图2是本发明电化学试纸的电极层结构示意图；
21.图3是本发明电化学试纸的冲槽白胶层结构示意图；
22.图4是本发明电化学试纸的亲水膜层结构示意图；
23.图5是本发明电化学试纸的盖片层结构示意图；
24.图6是本发明电化学hct补偿试纸的电极层结构示意图；
25.图7是本发明电化学hct补偿试纸的冲槽白胶层结构示意图；
26.图8是电化学试纸code码结构示意图；
27.图中，1：pet基片，2：满血电极，3：工作电极，4：反应区，5：对电极，6～8、18～19：引脚，9：冲槽白胶层，10：第一通槽；11：亲水膜层；12：排气孔；13：盖片层；14：第二通槽；15：采样口；16：hct工作电极16；17：hct对电极；20：code码。
具体实施方式
28.下面将结合本发明具体的实施例，对本发明技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.如图1所示，本发明提供了一种满血触发的电化学试纸，包括从下至上依次设置的pet基片1、冲槽白胶层9、亲水膜层11和盖片层13，其中pet基片1上附着有电极层。
30.如图2所示，电极层附着于pet基片1上，电极层由导电银浆、导电碳浆、绝缘油墨采用丝网印刷的方式印刷在pet片材上。电极层包括反应区4、工作电极3、对电极5、满血电极2和多个引脚(6～8)，反应区4位于pet基片1的顶部中心，反应区4上设置有酶层，反应区4上分别依次设置有工作电极3、对电极5和满血电极2，其中满血电极2位于反应区4的最低端，用于检测反应区4是否布满血液。三个引脚(6～8)分别排列于pet基片1的底部，三个引脚(6～8)分别对应与工作电极3、对电极5和满血电极2连接。
31.具体的，导电碳浆用于制备工作电极3、对电极5和满血电极2以及引脚(6～8)，导电银浆用于制备连接工作电极3、对电极5和满血电极2与引脚(6～8)的引线，其中，工作电极3与引脚8、对电极5与引脚7、满血电极2与引脚6对应连接，绝缘油墨附着于电路上并漏出反应区4和引脚(6～8)。
32.如图3所示，在冲槽白胶层9的顶部中央设置有第一通槽10，第一通槽10的大小和位置对应于电极层的反应区4，由第一通槽10形成采样口15。
33.如图4所示，在上亲水膜层11上设置有排气孔12，排气孔12位置对应于第一通槽10的底部，由排气孔12、酶层和亲水膜层11构成虹吸结构，有助于血样布满整个反应区4。
34.如图5所示，盖片层13上设置有第二通槽14，所述第二通槽14与第一通槽10相对应，漏出亲水膜层11的排气孔12，用于虹吸作用。
35.在本发明的另一实施例中，还提供了一种具有hct补偿功能的电化学试纸，如图6所示，在上述试纸的结构上，电极层还包括hct工作电极16和hct对电极17，及其对应的引脚(18～19)。
36.如图7所示，hct工作电极16和hct对电极17存在区域与工作电极3、对电极5、满血电极2区域通过冲槽白胶层9分割，且hct工作电极16和hct对电极17对应的反应区4不设置酶层，不存在反应物，通过测量血液的阻抗来测量hct。
37.独立的hct测试区，hct电极上面不存在反应物，因此，hct测试不会受到干扰，使hct测试结果更加准确，从而可以正确进行hct补偿，使最终的血糖测试结果更加准确。
38.在本发明的另一实施例，如图8所示，本发明电化学试纸底部还设置有code码20，用于表明试纸条的反应电流与浓度之间的线性关系，试纸进行测试时不需要配套code卡的，设计的码电极根据不同的排列组合来被仪器进行条码的识别，这样节约了制作code卡的成本，同时也让测试步骤更为简单，用户不需要依赖code卡才能进行准确的测试。
39.实施例1
40.一种电化学尿酸试纸的制作方法，包括以下步骤：
41.1)取pet基板，在pet基板上将导电银浆、导电碳浆和绝缘油墨印刷到pet基板上，电极由工作电极、对电极和一根满血触发电极组成。工作电极、对电极是测量血液中尿酸与
反应区酶层反应所产生的电流值从而计算出浓度；满血电极是当血液吸入后通过检测电流来判断血液是否吸满，未吸满血液是不会接触到满血触发电极的，则提示血液未吸满；绝缘油墨覆盖在电极上面，露出一定面积的反应区和电极引脚，得到pet尿酸试纸基板。
42.2)将含有聚乙烯醇的处理液配制好后，用该处理液将反应区进行亲水处理，然后在烘道内进行烘干。处理液烘干温度为50度，时间为4min。
43.3)将配制好的反应药液附载到反应区，在烘道内进行烘干，烘烤温度为50℃，时间为20
‑
25min。反应药液是按照ph为6.7的磷酸缓冲液占比87％，电子介体铁氰化钾占比5％，成膜剂k90占比5％，表面活性剂吐温20占比1％和曲拉通x
‑
100占比2％的比例配制而成。
44.4)在烘干完反应区的药液后，贴上一层冲槽白胶层，然后在贴上一层亲水膜，最后贴上盖片。冲槽白胶层材料为索威斯wh234343型双面胶，亲水膜经过单面亲水处理，使用3m 9901p型号，盖片的材料为合成纸。
45.本方案的反应机理是血液中的尿酸与铁氰化钾进行反应，生成亚铁氰化钾，然后在 400mv的电压下，亚铁氰化钾会被氧化成铁氰化钾，产生电流，该电流值的大小与尿酸的浓度呈正比，根据检测产生的电流值的大小即可换算得出血液中尿酸的浓度；满血电极在反应区最内侧，血液吸满会接触到满血电极从而导通则表明血液吸满然后驱动400mv进行加压，若吸血量不够，则不会导通则提示血液未吸满。
46.实施例2
47.一种电化学酮体试纸的制作方法，包括以下步骤：
48.1)取pet基板，在pet基板上将导电银浆、导电碳浆和绝缘油墨印刷到pet基板上，电极由工作电极、对电极和一根满血触发电极组成。工作电极、对电极是测量血液中酮体与反应区酶层反应所产生的电流值从而计算出浓度；满血电极是当血液吸入后通过检测电流来判断血液是否吸满，未吸满血液是不会接触到满血触发电极的，则提示血液未吸满；绝缘油墨覆盖在电极上面，露出一定面积的反应区和电极引脚，得到pet酮体试纸基板。
49.2)将含有聚乙烯醇的处理液配制好后，用该处理液将反应区进行亲水处理，然后在烘道内进行烘干。处理液烘干温度为50度，时间为4min。
50.3)将配制好的反应药液附载到反应区，在烘道内进行烘干，烘烤温度为50℃，时间为20
‑
25min。反应药液是按照ph为7.3的磷酸缓冲液占比90％，β
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羟丁酸脱氢酶占比1.5％，烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(nad)占比1％，黄递酶占比1.5％，电子介体占比1％，酶保护剂bsa和蔗糖分别占比2％和0.5％，氯化钠占比0.5％,表面活性剂吐温20和聚丙二醇分别占比1％的比例配制而成。
51.4)在烘干完反应区的药液后，贴上一层冲槽白胶层，然后在贴上一层亲水膜，最后贴上盖片。冲槽白胶层材料为索威斯wh234343型双面胶，亲水膜经过单面亲水处理，使用3m 9901p型号，盖片的材料为合成纸。
52.本方案的反应机理是血液中的β
‑
羟丁酸在β羟丁酸脱氢酶的作用下和nad发生反应生成nadh，然后nadh在黄递酶的作用下与电子介体发生反应生成电子介体的亚形态，然后在 400mv的电压下，电子介体的亚形态会被氧化产生电流，该电流的大小与血液中β
‑
羟丁酸成正比，即与血液中的酮体也成正比，根据检测产生的电流值的大小即可换算出血液中酮体的浓度；满血电极在反应区最内侧，血液吸满会接触到满血电极从而导通则表明血液吸满然后驱动400mv进行加压，若吸血量不够，则不会导通则提示血液未吸满。
53.实施例3
54.一种电化学血糖试纸的制作方法，包括以下步骤：
55.1)取pet基板，在pet基板上将导电银浆、导电碳浆和绝缘油墨印刷到pet基板上，电极由工作电极、对电极(碳浆丝印而成)，和一根满血触发电极(碳浆丝印而成)以及一排码电极(碳浆丝印而成)组成，一组hct电极存在独立的反应区内，通过测量血液的阻抗来测量hc，工作电极、对电极是测量血液中的葡萄糖与反应区的药液反应所产生的电流值从而计算出浓度，满血电极是当血液吸入后通过检测电流来判断血液是否吸满，未吸满血液是不会接触到满血触发电极的，则提示血液未吸满，码电极通过相互之间短路的排列组合来区分code码，测试时候无需插入code卡进行校准后在测试，绝缘油墨覆盖在电极上面，露出一定面积的反应区和电极引脚，得到pet血糖试纸基板；
56.2)将含有聚乙烯醇的处理液配制好后，用该处理液将反应区进行亲水处理，然后在烘道内进行烘干。处理液烘干温度为50度，时间为4min。
57.3)将配制好的含有葡萄糖脱氢酶和铁氰化钾的反应药液附载到反应区内，在烘道内烘干；烘干温度为50度，时间为5min。酶液是按照ph为6.8的磷酸缓冲液占比86％，表面活性剂吐温20占比1％，羟乙基纤维素占比2.5％，葡萄糖脱氢酶占比3％，铁氰化钾占比7.5％的比例配制而成的。
58.4)在烘干完反应区的药液后，贴上一层冲槽白胶层，然后在贴上一层亲水膜，最后贴上盖片。冲槽白胶层材料为索威斯wh234343型双面胶，亲水膜经过单面亲水处理，使用3m 9901p型号，盖片的材料为合成纸。
59.本方案的反应机理是血液中的葡萄糖在葡萄糖脱氢酶的作用下，与铁氰化钾发生反应，铁氰化钾直接被还原成亚铁氰化钾，在 400mv的电压下，也亚铁氰化钾被氧化成铁氰化钾，产生电流，通过码电极的排列组合来选择确定葡萄糖浓度与电流的线性关系，从而得出葡萄糖的浓度；hct测试是通过hct电极来测量血液的阻抗从而得出hct，进行hct补偿；整个测试过程不需要单独插入code卡进行校准，通过码电极的排列组合来确定选择最合适的code码，实现免条码功能；满血电极在反应区最内侧，血液吸满会接触到满血电极从而导通则表明血液吸满然后驱动400mv进行加压，若吸血量不够，则不会导通则提示血液未吸满。
60.实施例4
61.一种电化学总胆固醇试纸的制作方法，包括以下步骤：
62.1)取pet基板，在pet基板上将导电银浆、导电碳浆和绝缘油墨印刷到pet基板上，电极由工作电极、对电极和一根满血触发电极组成。工作电极、对电极是测量血液中总胆固醇与反应区酶层反应所产生的电流值从而计算出浓度；满血电极是当血液吸入后通过检测电流来判断血液是否吸满，未吸满血液是不会接触到满血触发电极的，则提示血液未吸满；绝缘油墨覆盖在电极上面，露出一定面积的反应区和电极引脚，得到pet胆固醇试纸基板。
63.2)将含有聚乙烯醇的处理液配制好后，用该处理液将反应区进行亲水处理，然后在烘道内进行烘干。处理液烘干温度为50度，时间为4min。
64.3)将配制好的酶液附载到反应区内，在烘道进行烘干，烘干温度为50度，时间为20
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25min。酶液是按照ph为7.3的mops缓冲液占比87％，胆固醇酯酶占比2％，胆固醇氧化酶占比2％，过氧化物酶占比1％，表面活性剂吐温20、聚丙二醇和成膜剂k90各占比1％，电子介体亚铁氰化钾占比5％的比例配制而成。
65.4)在烘干完反应区的药液后，贴上一层冲槽白胶层，然后在贴上一层亲水膜，最后贴上盖片。冲槽白胶层材料为索威斯wh234343型双面胶，亲水膜经过单面亲水处理，使用3m 9901p型号，盖片的材料为合成纸。
66.本方案的反应机理是血液中的总胆固醇酯在胆固醇酯酶的作用下水解成游离的胆固醇，游离的胆固醇在胆固醇氧化酶的作用下分解产生过氧化氢，过氧化氢在过氧化物酶的作用下与亚铁氰化钾发生反应，生成铁氰化钾，然后在 400mv的电压下，铁氰化钾被还原为亚铁氰化钾，产生电流，该电流的大小与血液中的胆固醇浓度成正比，根据所产生的电流的大小即可换算得出血液中总胆固醇的浓度；满血电极在反应区最内侧，血液吸满会接触到满血电极从而导通则表明血液吸满然后驱动400mv进行加压，若吸血量不够，则不会导通则提示血液未吸满。
67.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。