一种去干扰纸基电化学传感器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种去干扰纸基电化学传感器，属于电化学传感器领域。该电化学传感器包括纸基底层和测量电极系统；所述纸基底层由处于同一水平面的亲水层与疏水层组成，亲水层一端与纸基底层一侧平齐作为流道入口，亲水层其余侧边均被疏水层包围，构成导流沟道；所述导流沟道中具有去干扰段和测量段，且去干扰段在导流沟道中位于靠近所述流道入口的上游；所述的测量电极系统设置于纸基底层表面，测量电极系统中包括工作电极与参比电极，工作电极与参比电极的电极检测端均位于导流沟道的测量段中，引出端均位于纸基底层的侧边缘。本实用新型专利技术具有干扰物充分反应消除，测量准确，加工简单，成本低廉等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种去干扰纸基电化学传感器
本技术属于电化学传感器领域，具体涉及一种去干扰纸基电化学传感器。
技术介绍
电化学传感器常被应用于液体样品中目标分析物浓度的测定，其中基于酶生物分子的电化学生物传感器是应用最为广泛的电化学传感器之一。已商品化的血糖、血酮、血脂和血肌酐电化学试片都属于该类传感器。这些电化学传感器大多以PET、PVC、陶瓷为基底，其工作电极上往往修饰有特异性催化的催化剂，通过检测目标分析物在催化剂下产生的氧化或还原电流来实现对目标分析物的定量检测。然而在液体样品中往往含有目标分析物以外的化学物质，比如血液样品中的扑热息痛、抗坏血酸、胆红素、多巴胺、龙胆酸、左旋多巴、尿酸等，该类化学物质也会在工作电极上发生氧化或还原反应，影响目标分析物的电流响应，从而影响电化学试片的测量精度。因此，降低或去除干扰物，提高电化学传感器的去干扰能力，对提高电化学传感器的测量准确度具有重要意义。目前，降低或消除干扰物的方法主要有以下几种：(1)在工作电极表面覆盖一层带负电高分子薄膜(如Nafion)，利用静电排斥原理阻碍各种带负电的干扰物(如抗坏血酸和尿酸)到达电极表面；(2)在工作电极表面修饰一层尺寸选择薄膜，利用薄膜的尺寸选择效应排除部分大分子量的干扰物在工作电极发生电化学反应；(3)在工作电极表面修饰与主要干扰物对应的酶，利用酶促反应去除干扰物，防止干扰物在工作电极上发生电化学反应；(4)采用具有低氧化还原电位的电子介体，降低施加在工作电极的工作电压，降低干扰物在电极上的电化学反应；(5)在电化学传感器中增加第二工作电极，将第二工作电极上测得的干扰电流从工作电极的电流信号中扣除，消除干扰。尽管上述这些方法在电化学传感器的干扰消除上具有一定的作用，但存在单一方法只能消除小部分干扰物、工作电极覆膜偏厚影响电子传递、电极加工工艺复杂等缺点。因此，发展新的具有广泛抗干扰能力且性能优良的电化学传感器具有重要意义。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种去干扰纸基电化学传感器。本技术所采用的具体技术方案如下：一种去干扰纸基电化学传感器，其包括纸基底层和测量电极系统；所述纸基底层由处于同一水平面的亲水层与疏水层组成，亲水层一端与纸基底层一侧平齐作为流道入口，亲水层其余侧边均被疏水层包围，构成导流沟道；所述导流沟道中具有去干扰段和测量段，且去干扰段在导流沟道中位于靠近所述流道入口的上游；所述的测量电极系统设置于纸基底层表面，测量电极系统中包括工作电极与参比电极，工作电极与参比电极的电极检测端均位于导流沟道的测量段中，引出端均位于纸基底层的侧边缘。进一步地，所述的去干扰段中设有第一试剂滴加区域，所述测量段的工作电极附近设有第二试剂滴加区域。更进一步地，去干扰段上的第一试剂滴加区域具有多个，且顺着导流沟道沿程间隔布设。进一步地，所述的测量电极系统为三电极体系，其中还设有辅助电极，辅助电极的检测端也位于导流沟道的测量段中，引出端也设置于纸基底层的侧边缘。进一步地，所述的所述纸基底层的材料为滤纸、层析纸、PVDF膜、NC膜、吸墨纸和Kleenex纸巾中的一种或多种。进一步地，所述的测量电极系统中电极材料为碳浆、Ag/AgCl、掺杂石墨烯的碳浆、碳纳米管或普鲁士蓝。进一步地，所述的测量电极系统中各电极的引出端均连接电化学检测仪。与现有技术相比，本技术的有益效果是：(1)本技术将能够与待测样品液中的待去除目标干扰物质反应但不与待检测目标物质反应的第一生物化学试剂设置在导流沟道内，而不是直接修饰在工作电极上。在测试时，待测样品液在导流沟道内流动，其中的干扰物能够与去干扰区的第一生物化学试剂充分接触反应，当待测样品液流动至测量区时，其中的干扰物基本被消耗殆尽，待测样品液中目标物再发生反应。因而本技术无需添加低氧化还原电位的电子介体，无需设置第二工作电极，具有干扰物充分反应消除，测量准确、加工工艺简洁等优点。(2)本技术将第一生物化学试剂与测量区分开，而不是直接与第二生物化学试剂共同修饰在工作电极上。如此，使得待测样品液中的干扰物与目标物分区域发生反应，可以减小工作电极上的覆膜厚度，排除第一生物化学试剂对工作电极的影响，也排除第一生物化学试剂对第二生物化学试剂的影响。因而具有电子传递迅速、测量准确的优点。(3)本技术采用的电极基底为纸基。以纸为基底，利用了纸张吸水、易得、廉价等优点，因此所专利技术的去干扰纸基电化学传感器不需要特殊的亲水处理，具有加工简单，成本低廉、有利于工业化批量生产等优点。附图说明图1为本技术去干扰纸基电化学传感器的一种实施方式的结构俯视图；图2为本技术去干扰纸基电化学传感器的一种实施方式的结构侧视图；图中：纸基底层100、电极层200、疏水层101、亲水层102、导流沟道103、去干扰段104、测量段105、第一试剂滴加区域106、第二试剂滴加区域107、工作电极201、参比电极202、辅助电极203。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步阐述和说明。本技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。如图1所示，作为一种实施方式，本技术的去干扰纸基电化学传感器主要包括纸基底层100和测量电极系统200。纸基底层100是纸基电化学传感器的主体，它由处于同一平面上的疏水层101和亲水层102组成。亲水层102一端与纸基底层100一侧边缘平齐作为流道入口，亲水层102其余侧边均被疏水层101包围，构成导流沟道103。当待测样品液滴加至亲水层102端部的流道入口时，由于亲水层102具有亲水性，而其周边的疏水层101具有疏水性，因此样品液会以亲水层102作为导流沟道103从流道入口开始向另一端扩散，形成液体流动。在本实施例中，纸基底层100的材料可以是滤纸、层析纸、PVDF膜、NC膜、吸墨纸和Kleenex纸巾中的一种或多种。疏水层101和亲水层102可以以不同方式实现，例如采用现有疏水材料和亲水材料拼接，或者在基底层上方铺疏水材料层和亲水材料层，只要能够保证待检测液体沿着亲水层流动即可。当然，在另一实施例中，考虑到制作工艺简便性，疏水层101可以在纸基底层100基础上通过光刻法、蜡印法、喷墨法、PDMS绘图法中的一种或多种实现，使得纸片具有疏水性；同理亲水层也可以通过对纸基底层100进行等离子亲水处理实现，使试剂流动更为均匀(假如纸基底层100本身具有亲水性，也可无需进行亲水处理)。导流沟道103中沿程进行功能分区，其中设有一段去干扰段104和一段测量段105。去干扰段104和测量段105本身均是由亲水层102所形成的导流沟道103中的一段，但由于其他处理不同导致其功能也出现差异。去干扰段104的作用主要是对待测样品液中的目标干扰物质进行去除，而测量段105的作用是通过电化学检测获得与待测样品液中待检测的目标物质正相关的电流信号。因此，在位置布局上，去干扰段104在导流沟道103中应当位于靠近流道入口的上游，即待测样品液从流道入口进入后，先经过去干扰段104在流至测量段105。测量段105中的电化学检测需要依靠测量电极系统200实现。在本实施例中，测量电极系统200是将电极材料通过丝网印刷或喷墨打印的方式印刷本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种去干扰纸基电化学传感器，其特征在于，包括纸基底层(100)和测量电极系统(200)；所述纸基底层(100)由处于同一水平面的亲水层(102)与疏水层(101)组成，亲水层(102)一端与纸基底层(100)一侧平齐作为流道入口，亲水层(102)其余侧边均被疏水层(101)包围，构成导流沟道(103)；所述导流沟道(103)中具有去干扰段(104)和测量段(105)，且去干扰段(104)在导流沟道(103)中位于靠近所述流道入口的上游；所述的测量电极系统(200)设置于纸基底层(100)表面，测量电极系统(200)中包括工作电极(201)与参比电极(202)，工作电极(201)与参比电极(202)的电极检测端均位于导流沟道(103)的测量段(105)中，引出端均位于纸基底层(100)的侧边缘。

【技术特征摘要】
1.一种去干扰纸基电化学传感器，其特征在于，包括纸基底层(100)和测量电极系统(200)；所述纸基底层(100)由处于同一水平面的亲水层(102)与疏水层(101)组成，亲水层(102)一端与纸基底层(100)一侧平齐作为流道入口，亲水层(102)其余侧边均被疏水层(101)包围，构成导流沟道(103)；所述导流沟道(103)中具有去干扰段(104)和测量段(105)，且去干扰段(104)在导流沟道(103)中位于靠近所述流道入口的上游；所述的测量电极系统(200)设置于纸基底层(100)表面，测量电极系统(200)中包括工作电极(201)与参比电极(202)，工作电极(201)与参比电极(202)的电极检测端均位于导流沟道(103)的测量段(105)中，引出端均位于纸基底层(100)的侧边缘。2.如权利要求1所述的去干扰纸基电化学传感器，其特征在于，所述的去干扰段(104)中设有第一试剂滴加区域(106)，所述测量段(105)的工作电极(201)附近设有第...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁波，曹庆朋，屠婷婷，叶学松，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33