一种电化学检测试纸条用碳浆及其制备方法及一种电化学检测试纸条及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种电化学检测试纸条用碳浆，包括：10.8wt％～38.3wt％的石墨，1.8wt％～17.0wt％的导电炭黑，4.5wt％～7.5wt％的聚酯树脂，0.2wt％～5.0wt％的表面活性剂和45.0wt％～69.8wt％的溶剂。本发明专利技术通过石墨与导电炭黑的复配，使碳浆形成有效的电子传导通道，导电炭黑中加入石墨有利于碳黑分散，提高电极电导率；并且，石墨的无孔多层结构可以促进电化学反应的发生，提高电极的灵敏度。同时，本发明专利技术所提供的碳浆制备的电极具有较好的亲水性，利于酶液的在电极表面均匀扩散，提高了传感器的重现性。

【技术实现步骤摘要】
一种电化学检测试纸条用碳浆及其制备方法及一种电化学检测试纸条及其制备方法
本专利技术属于生物传感器
，具体涉及一种电化学检测试纸条用碳浆及其制备方法及一种电化学检测试纸条及其制备方法。
技术介绍
生物分子的分析检测对获取生命过程中的化学与生物信息、了解生物分子及其结构与功能的关系、阐述生命活动的机理以及对疾病的有效诊断与治疗都具有十分重要的意义。如何高效、快速、灵敏地检测这些生物分子，是当前生命科学领域中面临的一个十分重要的问题。解决这些问题的关键就在于发展各种新型的分析检测技术。生物传感器的出现为有效地解决这些问题提供了新的工具，为生命科学及其相关领域的研究提供了许多新的方法。电化学检测试纸条为一种常见的电化学生物传感器，该试纸结构特征包括基材、三个电化学电极(工作电极、参比电极及对电极)，电化学电极区域涂覆一层包含酶、聚合物支持物及pH缓冲物等的薄膜层，待测样品与上述电极接触时，利用其产生的电化学信号确定其浓度。而碳浆用于构成试纸导电线路及试纸电极反应区，其中，试纸电极反应区指待测样品中电活性化学物质在一定的过电位下，在电极反应区进行氧化或还原反应，并通过电极反应区实现电荷转移而形成电流，试纸导电线路则为信号电流提供通路。因此，碳浆性能直接决定电极反应区的化学特性，尤其是电极表面的润湿性能。由于传感器的电流信号输出值与电化学反应面积呈正比，电化学反应面积则决定于液体样本与电极反应区的接触面积，而其接触面积则与电极表面的润湿性能有关，因此电极表面的润湿性能对信号电流有重要影响。现有的碳浆主要由炭黑、电子介体和有机溶剂组成，但是由该碳浆制备的电极与酶液的润湿性较差，导致传感器的重现性差，并且灵敏度较低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种电化学检测试纸条用碳浆及其制备方法及一种电化学检测试纸条，本专利技术提供的碳浆制备的试纸条重现性好、灵敏度高。本专利技术提供了一种电化学检测试纸条用碳浆，包括：10.8wt％～38.3wt％的石墨，1.8wt％～17.0wt％的导电炭黑，4.5wt％～7.5wt％的聚酯树脂，0.2wt％～5.0wt％的表面活性剂，45.0wt％～69.8wt％的溶剂。优选的，所述石墨的粒径为1000～20000目。优选的，所述溶剂为乙二醇丁醚醋酸酯、二乙二醇丁醚醋酸酯或环己酮。优选的，所述聚酯树脂为ES850、ES100、ES110、ES550或DYNAPOLL411。优选的，所属表面活性剂为曲拉通X-100、曲拉通X-405、吐温40、吐温80和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种。本专利技术还提供了一种上述电化学检测试纸条用碳浆的制备方法，包括以下步骤：将石墨、导电炭黑、聚酯树脂、表面活性剂和溶剂混合搅拌、研磨得到电化学检测试纸条用碳浆。优选的，按照如下方法进行混合搅拌：将聚酯树脂与溶剂混合、加热，得到聚酯树脂溶液；将表面活性剂与溶剂混合，得到表面活性剂溶液；将聚酯树脂溶液与表面活性剂溶液混合，加入石墨和导电炭黑，搅拌。本专利技术还提供了一种电化学检测试纸条，包括：基材；复合于基材的碳浆薄膜层；复合于碳浆薄膜层的绝缘漆层；复合于绝缘漆层的含酶薄膜层；所述碳浆薄膜层由上述电化学检测试纸条用碳浆制备得到。优选的，所述含酶薄膜层为含有葡萄糖氧化酶的水溶液或葡萄糖脱氢酶的水溶液干燥后成的膜。本专利技术还提供了一种上述电化学检测试纸条的制备方法，包括以下步骤：通过丝网印刷依次将碳浆和绝缘漆涂覆于基材表面，再在干燥的绝缘漆表面涂覆一层酶液，干燥后依次制作虹吸通道和切条，得到电化学检测试纸条。与现有技术相比，本专利技术提供了一种电化学检测试纸条用碳浆，包括：10.8wt％～38.3wt％的石墨，1.8wt％～17.0wt％的导电炭黑，4.5wt％～7.5wt％的聚酯树脂，0.2wt％～5.0wt％的表面活性剂和45.0wt％～69.8wt％的溶剂。本专利技术通过石墨与导电炭黑的复配，使碳浆形成有效的电子传导通道，导电炭黑中加入石墨有利于碳黑分散，提高电极电导率；并且，石墨的无孔多层结构可以促进电化学反应的发生，提高电极的灵敏度。同时，本专利技术所提供的碳浆制备的电极具有较好的亲水性，利于酶液的在电极表面均匀扩散，提高了传感器的重现性。结果表明，本专利技术提供的电化学检测试纸条的灵敏度为0.28～0.30μA/mmol/L。本专利技术提供的碳浆制备的电极的酶液接触角较小，说明本专利技术提供的碳浆与酶液的相容性更好，从而保证了电极的重现性。附图说明图1为本专利技术提供的电化学检测试纸条的制备工艺流程图；图2为实施例1和对比例1制备的电化学检测试纸条的响应电流与血糖浓度的关系图；图3为实施例2和对比例2制备的电化学检测试纸条的响应电流与血糖浓度的关系图；图4为实施例3和对比例3制备的电化学检测试纸条的响应电流与血糖浓度的关系图。具体实施方式本专利技术提供了一种电化学检测试纸条用碳浆，包括：10.8wt％～38.3wt％的石墨，1.8wt％～17.0wt％的导电炭黑，4.5wt％～7.5wt％的聚酯树脂，0.2wt％～5.0wt％的表面活性剂，45.0wt％～69.8wt％的溶剂。本专利技术提供的电化学检测试纸条用碳浆包括导电炭黑，其中，导电炭黑作为碳浆的有效导电成分，可以保证碳电极优良的导电率。在本专利技术中，所述导电炭黑的添加量为1.8wt％～17.0wt％，优选为2wt％～15wt％，更优选为5wt％～10wt％。本专利技术提供的电化学检测试纸条用碳浆还包括石墨，在本专利技术中，所述导电炭黑中必须添加一定比例的石墨，这样才能形成有效的电子传导通道，其中，所述石墨相当于电子通道网络中的节点。导电炭黑中加入石墨有利于导电炭黑的分散，导电炭黑不至于团聚而降低电导率。并且，石墨由于具有无孔、多层结构，作为电极材料时能成为电子转移活性点，利于在其表面发生反应的电活性物质将电子转移至电极/将电子从电极转移至电活性物质，促进电化学反应的发生，提高电极的灵敏度。所述石墨的添加量为10.8wt％～38.3wt％，优选为12wt％～35wt％，更优选为20wt％～30wt％。另外，石墨的不同粒径会造成碳电极不同的电化学特性，当石墨粒径较大时，如大于1000目，会明显降低碳电极的电化学响应灵敏度，粒径过小时，如小于20000目，则不能与导电炭黑一起形成有效的导电网络而降低了碳电极的导电率，因此，石墨的粒径范围为1000目～20000目，优选为5000目～15000目，更优选为7000目～12000目。本专利技术所提供的碳浆在使用时需附着于PVC或PET等基材上，聚酯树脂为碳黑和石墨的分散剂和粘结剂，将其固定于试纸基材上，可以保证碳浆在基材上的附着力，并形成一定的图形。在本专利技术中，所述聚酯树脂优选为ES850、ES100、ES110、ES550或DYNAPOLL411，更优选为SK公司的牌号为ES550的聚酯树脂，所述聚酯树脂的添加量为4.5wt％～7.5wt％，优选为5wt％～7wt％，更优选为5.5wt％～6.5wt％。本专利技术所述的碳浆还包括表面活性剂，所述表面活性剂优选为曲拉通X-100、曲拉通X-405、吐温40、吐温80和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种，更优选为曲拉通X-100、吐温40或聚乙烯吡咯烷酮。其中，所述表面活性剂的添加量为0.2wt％～5.0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学检测试纸条用碳浆，其特征在于，包括：10.8wt％～38.3wt％的石墨，1.8wt％～17.0wt％的导电炭黑，4.5wt％～7.5wt％的聚酯树脂，0.2wt％～5.0wt％的表面活性剂，45.0wt％～69.8wt％的溶剂。

【技术特征摘要】
1.一种电化学检测试纸条用碳浆，其特征在于，包括：10.8wt％～38.3wt％的石墨，1.8wt％～17.0wt％的导电炭黑，4.5wt％～7.5wt％的聚酯树脂，0.2wt％～5.0wt％的表面活性剂，所述表面活性剂选自曲拉通X-100、曲拉通X-405、吐温40、吐温80和聚乙烯吡咯烷酮中的一种或多种；45.0wt％～69.8wt％的溶剂。2.根据权利要求1所述的碳浆，其特征在于，所述石墨的粒径为1000～20000目。3.根据权利要求1所述的碳浆，其特征在于，所述溶剂为乙二醇丁醚醋酸酯或二乙二醇丁醚醋酸酯或环己酮。4.根据权利要求1所述的碳浆，其特征在于，所述聚酯树脂为ES850、ES100、ES110、ES550或DYNAPOLL411。5.一种如权利要求1所述的电化学检测试纸条用碳浆的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将石墨、导电炭黑、聚酯树脂、表面活性剂和溶剂混合搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：周建华，尹辉军，
申请(专利权)人：三诺生物传感股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43