一种双试纸条左旋多巴检测系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种双试纸条左旋多巴检测系统及其方法。该系统包含试纸条I、试纸条II和检测仪。试纸条包含工作电极和参比电极，其中试纸条I工作电极上固定有牛血清白蛋白，试纸条II工作电极上固定有酪氨酸酶。在使用时，待测样本被注入到两试纸条的工作区，插入检测仪的试纸条插口，与内部的印刷电路板相接，检测电流I

A detection system and method for levodopa of double strip

【技术实现步骤摘要】
一种双试纸条左旋多巴检测系统及其方法
本专利技术涉及电化学分析
，具体涉及一种用于定量检测左旋多巴的电化学系统及方法。
技术介绍
左旋多巴(L-DOPA)是酪氨酸经酪氨酸羟化酶的作用下羟化产生的一种氧化产物，在酪氨酸酶作用下会转化为多巴醌，左旋多巴是治疗帕金森病的重要药物。左旋多巴被服用后，会在脑中经多巴脱羧酶脱羧作用转化为多巴胺，从而起到替代治疗的效用，左旋多巴从而被广泛用于帕金森病的治疗。但在临床实践中，左旋多巴的剂量控制仍然困扰着医务工作者，因剂量问题导致的疗效不佳或副作用等问题层出不穷。因此，定量检测人体样本中的左旋多巴含量能够有效保证患者的健康生命安全。近些年，大量的左旋多巴检测方法被提出，包括化学发光法、高效液相层析法、电化学方法和光谱法等。其中，电化学方法凭借其高稳定性、设备简单和探测速度快等优点引起了广泛的关注，目前已有多篇文献报道了相关的检测方法，包括基于计时电流法的一次性试纸条(BrunettiB,Valdés-Ramírez,Gabriela,LitvanI,etal.ElectrochemistryCommunications,2014,48:28-31.)、基于方波伏安法的介入式微针阵列(GoudKY,MoonlaC,MishraRK,etal.ACSsensors,2019,4(8):2196-2204.)和连续动态监测的可穿戴汗液条带(TaiLC,LiawTS,LinY,etal.Nanoletters,2019,19(9):6346-6351.)等等。然而，体液中左旋多巴的含量极低，仅为μM级甚至亚μM级的浓度，同时还存在含量远高于它的其他干扰物质，因此，要准确地检测体液中的左旋多巴含量仍然具有很大挑战。目前，丝网印刷试纸条法已经广泛应用于糖尿病患者血糖浓度监测，具有样本量小(指尖血)、微创、使用方便、操作简单、适合家用等优势。但是正常血糖浓度在4-6mM，而左旋多巴浓度在μM级别，相差1000倍，因此简单采用现有血糖试纸改进来检测左旋多巴的浓度还存在很大困难。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述不足与困难，提供了一种定量检测体液中的左旋多巴的双试纸条差分检测法。该方法用于检测左旋多巴具有较低的检测限，能够较好地避免体液中其他物质的干扰。本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案如下所述：一种双试纸条左旋多巴检测系统，该系统设有两片试纸条和检测仪；两片试纸条的结构相同，均包含两个电极，分别为工作电极和参比电极；其中，第一片试纸条的工作电极上还固定有牛血清白蛋白，第二片试纸条的工作电极上固定有酪氨酸酶；所述检测仪包含两个试纸条插口和印刷电路板，每片试纸条用于分别插入一个试纸条插口中，且每片试纸条上的工作电极和参比电极均能在插入状态下连接到印刷电路板，构成用于左旋多巴检测的双电极体系；所述检测仪在外加电势下，通过第一片试纸条获得待测样本中的左旋多巴在恒电势下直接催化所产生的检测电流以及与酪氨酸酶等量的牛血清白蛋白所产生的基础电流，通过第二片试纸条获得待测样品中的左旋多巴被酪氨酸酶反应后检测得到的基础电流。作为优选，所述工作电极为普鲁士蓝修饰的碳电极，所述的参比电极为银/氯化银电极。作为优选，所述的工作电极上修饰有碳纳米管、石墨烯或金属纳米颗粒，以提高检测的灵敏度。作为优选，所述的试纸条还包含对电极，与工作电极和参比电极构成三电极体系。作为优选，所述的印刷电路板包含前端输入电路、单片机、锂电池及外围电路，所述的前端输入电路与两个试纸条插口相连，所述单片机与前端输入电路相连，所述锂电池及外围电路用于供电；所述的印刷电路板还可以连接用于显示检测信息的显示屏。进一步的，所述的前端输入电路包含两组相连的互阻抗放大器和模数转换元件，两个互阻抗放大器分别与两个试纸条插口一一对应相连。进一步的，所述的前端输入电路仅包含一组顺次相连的可编程模拟开关、互阻抗放大器和模数转换元件，所述的可编程模拟开关与两个试纸条插口分别相连。作为优选，所述的试纸条采用丝网印刷技术制造，从下到上依次是基底层、电极层、绝缘层、双面胶层和外层，其中电极层包括工作电极和参比电极；所述绝缘层和双面胶层在两个电极的检测区域开始有凹型缺口，双面胶层具有一定厚度，进而在基底层和外层之间形成一个供待测样品注入所述检测区域的注液微腔。本专利技术的另一目的在于提供一种采用上述任一项方案所述检测系统的双试纸条左旋多巴检测方法，其具体方法为：将待测样品滴加于第一片试纸条和第二片试纸条的检测区域，然后将两片试纸条分别插入两个试纸条插口中，使每片试纸条上的工作电极和参比电极各自与检测仪内的印刷电路板构成双电极体系；待第二片试纸条上的酪氨酸酶将待测样品中的左旋多巴完全催化生成多巴醌后，对两片试纸条的双电极体系施加相同的恒电势，在第一片试纸条内直接催化样本中的左旋多巴，产生电流I1；而第二片试纸条上检测得到基础电流I2，计算两者的差分电流，根据差分电流与左旋多巴浓度间的换算公式计算得到待检测的左旋多巴浓度。作为优选，所述的浓度换算公式是差分电流与待测样品中左旋多巴浓度之间的线性拟合公式。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：检测限较低，能较好地避免体液中其他物质的干扰，用于检测的试纸条制作方法简易、成本低廉，与检测仪结合很好地实现了手持式检测，在用药安全和临床监测等领域有较好的前景。附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图；图2是本专利技术的试纸条示意图与爆炸图；图3是本专利技术的第一种检测仪电路原理图；图4是本专利技术的第二种检测仪电路原理图；图5是试纸条I和试纸条II在相同浓度的L-DOPA样品中检测得到的电流随时间变化的曲线。图6是试纸条在左旋多巴加标的PBS溶液中检测的电流值与其浓度之间的线性关系图。图中附图标记为：塑料外壳1、显示屏2、试纸条插口3、试纸条4、注液微腔4.1、基底层4.2、工作电极4.3、参比电极4.4、绝缘层4.5、双面胶层4.6、外层4.7。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实例作详细说明，本实例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述实例。如图1所示，在本专利技术的一较佳实施例中提供了一种双试纸条左旋多巴检测系统，在该系统中设有检测仪和两个试纸条4，分别记为第一片试纸条4(下文称为试纸条I)和第二片试纸条4(下文称为试纸条II)。检测仪包含塑料外壳1、显示屏2、两个试纸条插口3和封装在内部的印刷电路板。如图2所示，本专利技术中用于左旋多巴检测的两片试纸条4的结构相同，均包含两个电极，分别为工作电极4.3和参比电极4.4。本实施例中，试纸条4采用丝网印刷技术制造，从下到上依次是基底层4.2由、工作电极4.3和参比电极4.4组成的电极层、绝缘层4.5、双面胶层4.6和外层4.7，其中绝缘层4.5和双面胶层4.6在两个电极的检测区域开始有凹型缺口，双面胶层4.6具有一定厚度，进而本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双试纸条左旋多巴检测系统，其特征在于，设有两片试纸条(4)和检测仪；两片试纸条(4)的结构相同，均包含两个电极，分别为工作电极(4.3)和参比电极(4.4)；其中，第一片试纸条(4)的工作电极(4.3)上还固定有牛血清白蛋白，第二片试纸条(4)的工作电极(4.3)上固定有酪氨酸酶；所述检测仪包含两个试纸条插口(3)和印刷电路板，每片试纸条(4)用于分别插入一个试纸条插口(3)中，且每片试纸条(4)上的工作电极(4.3)和参比电极(4.4)均能在插入状态下连接到印刷电路板，构成用于左旋多巴检测的双电极体系；所述检测仪在外加电势下，通过第一片试纸条(4)获得待测样本中的左旋多巴在恒电势下直接催化所产生的检测电流以及与酪氨酸酶等量的牛血清白蛋白所产生的基础电流，通过第二片试纸条(4)获得待测样品中的左旋多巴被酪氨酸酶反应后检测得到的基础电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种双试纸条左旋多巴检测系统，其特征在于，设有两片试纸条(4)和检测仪；两片试纸条(4)的结构相同，均包含两个电极，分别为工作电极(4.3)和参比电极(4.4)；其中，第一片试纸条(4)的工作电极(4.3)上还固定有牛血清白蛋白，第二片试纸条(4)的工作电极(4.3)上固定有酪氨酸酶；所述检测仪包含两个试纸条插口(3)和印刷电路板，每片试纸条(4)用于分别插入一个试纸条插口(3)中，且每片试纸条(4)上的工作电极(4.3)和参比电极(4.4)均能在插入状态下连接到印刷电路板，构成用于左旋多巴检测的双电极体系；所述检测仪在外加电势下，通过第一片试纸条(4)获得待测样本中的左旋多巴在恒电势下直接催化所产生的检测电流以及与酪氨酸酶等量的牛血清白蛋白所产生的基础电流，通过第二片试纸条(4)获得待测样品中的左旋多巴被酪氨酸酶反应后检测得到的基础电流。


2.如权利要求1所述的双试纸条左旋多巴检测系统，其特征在于，所述工作电极(4.3)为普鲁士蓝修饰的碳电极，所述的参比电极(4.4)为银/氯化银电极。


3.如权利要求1所述的双试纸条左旋多巴检测系统，其特征在于，所述的工作电极(4.3)上修饰有碳纳米管、石墨烯或金属纳米颗粒，以提高检测的灵敏度。


4.如权利要求1所述的双试纸条左旋多巴检测系统，其特征在于，所述的试纸条(4)还包含对电极，与工作电极(4.3)和参比电极(4.4)构成三电极体系。


5.如权利要求1所述的双试纸条左旋多巴检测系统，其特征在于，所述的印刷电路板包含前端输入电路、单片机、锂电池及外围电路，所述的前端输入电路与两个试纸条插口(3)相连，所述单片机与前端输入电路相连，所述锂电池及外围电路用于供电；所述的印刷电路板还可以连接用于显示检测信息的显示屏(2)。


6.如权利要求5所述的双试纸条左旋多巴检测系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁波，余聪聪，叶学松，
申请(专利权)人：浙江大学，红河创新技术研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33