一种检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条及其检测方法技术

技术编号:24329155 阅读:43 留言:0更新日期:2020-05-29 19:02
本发明专利技术公开了一种检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条及其检测方法,其利用钾离子激活丙酮酸激酶的活性,且其活性与钾离子的浓度相关和钠离子激活β‑半乳糖苷酶的活性,且其活性与钠离子的浓度相关的特性,经过一系列的催化作用,从而得到与钾离子浓度和钠离子浓度成线性关系的电流值,实现对血液中钾离子浓度和钠离子浓度的定量检测。本发明专利技术还将钾离子的电流响应和钠离子的电流响应与干扰电流建立关系式,得到在钠离子影响下与钾离子浓度相对应的真实校正电流响应的检测方法。本发明专利技术所述的检测方法减小钠离子对钾离子测量的正干扰,提高了钾离子测量的准确度,实现了钾离子和钠离子双指标的一体化快速准确度检测。

An electrochemical strip for the determination of potassium and sodium concentration and its detection method

【技术实现步骤摘要】
一种检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条及其检测方法
本专利技术涉及电化学检测
,更具体地,涉及一种检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条及其检测方法。
技术介绍
钾离子和钠离子为人体不可缺少的常量元素,作为血液中电解质的重要组成成分,钾离子和钠离子与人体内各种生物化学反应和生命活动密切相关。当血液中钾离子和钠离子浓度过高或过低时会引起相关生理疾病,如对心脏和血压正常功能造成危害,严重时可能出现急性致死的风险。故血液中钾离子和钠离子浓度的检测具有重要的临床意义。目前,常用的检测血液中钾离子和钠离子浓度的商品化仪器主要有基于离子选择性电极法的电解质测试仪以及基于酶法的生化仪等,上述方法需要专业的人员操作,过程复杂,检测时间过长,不能满足急诊或现场检测对仪器小型化、快速化和简便化的需求。此外,对于某些慢性低血钾患者需要长期补钾,定期检测体内血钾的浓度,而目前的电解质测试仪不适合家用,导致患者需要前往医院抽取静脉血检测,影响了患者的生活质量。并且由于高浓度的钠离子也能激活丙酮酸激酶的活性,对钾离子的准确测量尤其是低浓度钾离子的测量产生较大的正干扰,对钠离子浓度检测和对钾离子浓度检测需要分组进行检测,导致使用操作麻烦,耗费时间,增加检测成本。故开发出一种可同时检测全血中钾离子和钠离子浓度的适合医用和家用的手持式快速检测系统具有很强的必要性和创新性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对现有技术对全血钾离子浓度和钠离子浓度检测效率低的不足,提供一种同时检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条。<br>本专利技术要解决的另一技术问题是一种同时检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条的检测方法。本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现:一种检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条,所述电化学试条包括工作电极和参比电极,所述工作电极包括第一工作电极和第二工作电极,第一工作电极修饰有检测钾离子浓度的酶膜,所述酶膜包含有丙酮酸激酶和丙酮酸氧化酶;第二工作电极修饰有检测钠离子浓度的酶膜,所述酶膜包含有β-半乳糖苷酶和半乳糖酶氧化酶。进一步地,所述检测钾离子浓度的酶膜的生物反应膜液原料包括丙酮酸激酶、丙酮酸氧化酶、过氧化物酶、粘结剂、表面活性剂、辅因子、电子媒介体、填充剂和溶剂。进一步地,所述检测钾离子浓度的酶膜的生物反应膜液原料包括丙酮酸激酶0.6~1.4wt.%、丙酮酸氧化酶0.5~1.5wt.%、过氧化物酶0.6~1.4wt.%、粘结剂3~8wt.%、表面活性剂0.1~0.3wt.%、辅因子1.6~2.4wt.%、电子媒介体0.8~1.2wt.%、填充剂3~8wt.%和溶剂余量。优选地,所述检测钾离子浓度的酶膜的生物反应膜液原料包括丙酮酸激酶1wt.%、丙酮酸氧化酶1wt.%、过氧化物酶1wt.%、粘结剂5wt.%、表面活性剂0.2wt.%、辅因子2wt.%、电子媒介体1wt.%、填充剂5wt.%和溶剂余量。进一步地,所述辅因子包括磷酸烯醇式丙酮酸、二磷酸腺苷、磷酸二氢镁和KryptoflxK221的一种或多种。本专利技术利用钾离子激活丙酮酸激酶的活性,且其活性与钾离子的浓度相关,激活后的丙酮酸激酶催化磷酸烯醇式丙酮酸和二磷酸腺苷产生丙酮酸,丙酮酸氧化酶催化丙酮酸、无机磷和氧气反应生成双氧水,过氧化物酶催化双氧水与还原性电子媒介体反应产生氧化性电子媒介体,再通过负电位测量氧化型电子媒介体的还原电流,从而得到与钾离子浓度成线性关系的电流值,实现对血液中钾离子浓度的定量检测。进一步地,所述检测钠离子浓度的酶膜的生物反应膜液原料包括β-半乳糖苷酶、半乳糖酶氧化酶、过氧化物酶、粘结剂、表面活性剂、辅因子、电子媒介体、填充剂和溶剂。进一步地,所述检测钠离子浓度的酶膜的生物反应膜液原料包括β-半乳糖苷酶1.0~1.5wt.%、半乳糖酶氧化酶0.5~1.5wt.%、过氧化物酶0.5~1.5wt.%、粘结剂3~8wt.%、表面活性剂0.1~0.3wt.%、辅因子2.0~30wt.%、电子媒介体0.8~1.2wt.%、填充剂3~8wt.%和溶剂余量。优选地,所述检测钠离子浓度的酶膜的生物反应膜液原料包括β-半乳糖苷酶1.2wt.%、半乳糖酶氧化酶1wt.%、过氧化物酶1wt.%、粘结剂5wt.%、表面活性剂0.2wt.%、辅因子2.4wt.%、电子媒介体1wt.%、填充剂5wt.%和溶剂余量。进一步地,所述辅因子包括O-硝基酚-β-D-吡喃半乳糖、乙二醇二乙醚二胺四乙酸锂、硫酸镁、氯化锂和KryptoflxK221。进一步地,所述粘结剂为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚乙烯醇的一种或多种;所述表面活性剂为Triton-100、吐温、span的一种或多种;所述电子媒介体为2,2’-连氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二胺盐、对苯酚、二氨基联苯胺、邻苯二胺、4-氯-1萘酚的一种或多种;所述填充剂为乳糖、蔗糖、半乳糖、葡萄糖、麦芽糖的一种或多种。本专利技术利用钠离子激活β-半乳糖苷酶的活性,且其活性与钠离子的浓度相关,激活后的β-半乳糖苷酶催化底物O-硝基酚-β-D-吡喃半乳糖产生O-硝基酚和半乳糖,半乳糖经半乳糖酶氧化酶作用生成半乳糖己二醛糖和双氧水,过氧化物酶催化双氧水与还原性电子媒介体反应产生氧化性电子媒介体,再通过负电位测量氧化型电子媒介体的还原电流,从而得到与钠离子浓度成线性关系的电流值,实现对血液中钠离子浓度的定量检测。进一步地,所述参比电极的生物反应膜的原料包括羟乙基纤维素3~8wt.%、Triton-100有0.1~0.3wt.%、硫酸镁0.3~0.8wt.%、2,2’-连氮-双(3-乙基苯并噻唑-6-磺酸)二胺盐0.8~1.5wt.%、乳糖5~10wt.%和Tris缓冲液余量。进一步地,电极的导电材料可为碳材料、金、铂、钯等导电物质。进一步地,所述电化学试条可通过行业类熟知的类似血糖试条的组装方法制造,电化学测试条可通过虹吸作用自动吸入样本。根据上述的电化学试条用于同时检测血液中的钠离子浓度和钾离子浓度。由于高浓度的钠离子也能激活丙酮酸激酶的活性,对钾离子的准确测量尤其是低浓度钾离子的测量产生较大的正干扰,本专利技术还提供了检测钾离子和钠离子浓度的检测方法,用于校正钠离子对钾离子测试的正干扰,提高钾离子测量的准确性。利用所述电化学试条分别测量钾离子传感器工作电极表面的电流响应Iw-K+,钠离子传感器工作电极表面的电流响应Iw-Na+,以及由于钠离子的干扰所引起的钾离子传感器工作电极表面的正干扰电流△i,建立Iw-Na+和△i之间的函数关系式△i=f(Iw-Na+),通过Iw-Na+计算出相应的△i值,得到与钾离子浓度相对应的真实校正电流响应Iw-c-K+,其中Iw-c-K+=Iw-K+-△i,其具体检测步骤包括:S1.配置钾离子和钠离子的静脉全血样本,记为S1,其中钾离子浓度为M1,钠离子浓度为N1,再向其中加入NaCl,使静脉全血中钠离子浓度依次增大,分别标记各浓度样本为S2、S3、S4、S5、S6···Sn;本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条,其特征在于,所述电化学试条包括工作电极和参比电极,所述工作电极修饰有检测钾离子浓度的酶膜和/或修饰有检测钠离子浓度的酶膜,所述酶膜包含有丙酮酸激酶和丙酮酸氧化酶和/或包含有β-半乳糖苷酶和半乳糖酶氧化酶。/n

【技术特征摘要】
1.一种检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条,其特征在于,所述电化学试条包括工作电极和参比电极,所述工作电极修饰有检测钾离子浓度的酶膜和/或修饰有检测钠离子浓度的酶膜,所述酶膜包含有丙酮酸激酶和丙酮酸氧化酶和/或包含有β-半乳糖苷酶和半乳糖酶氧化酶。


2.根据权利要求1所述检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条,其特征在于,所述检测钾离子浓度的酶膜的生物反应膜液原料包括丙酮酸激酶、丙酮酸氧化酶、过氧化物酶、粘结剂、表面活性剂、辅因子、电子媒介体、填充剂和溶剂。


3.根据权利要求2所述检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条,其特征在于,所述检测钾离子浓度的酶膜的生物反应膜液原料包括丙酮酸激酶0.6~1.4wt.%、丙酮酸氧化酶0.5~1.5wt.%、过氧化物酶0.6~1.4wt.%、粘结剂3~8wt.%、表面活性剂0.1~0.3wt.%、辅因子1.6~2.4wt.%、电子媒介体0.8~1.2wt.%、填充剂3~8wt.%和溶剂余量。


4.根据权利要求2或3所述检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条,其特征在于,所述辅因子包括磷酸烯醇式丙酮酸、二磷酸腺苷、磷酸二氢镁和KryptoflxK221的一种或多种。


5.根据权利要求1所述检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条,其特征在于,所述检测钠离子浓度的酶膜的生物反应膜液原料包括β-半乳糖苷酶、半乳糖酶氧化酶、过氧化物酶、粘结剂、表面活性剂、辅因子、电子媒介体、填充剂和溶剂。


6.根据权利要求1所述检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条,其特征在于,所述检测钠离子浓度的酶膜的生物反应膜液原料包括β-半乳糖苷酶1.0~1.5wt.%、半乳糖酶氧化酶0.5~1.5wt.%、过氧化物酶0.5~1.5wt.%、粘结剂3~8wt.%、表面活性剂0.1~0.3wt.%、辅因子2.0~3.0wt.%、电子媒介体0.8~1.2wt.%、填充剂3~8wt.%和溶剂余量。


7.根据权利要求5或6所述检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条,其特征在于,所述辅因子包括O-硝基酚-β-D-吡喃半乳糖、乙二醇二乙醚二胺四乙酸锂、硫酸镁、氯化锂和KryptoflxK221。


8.根据权利要求2或5所述检测钾离子和钠离子浓度的电化学试条,其特征在于,所述粘结剂为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、海藻酸钠、聚乙烯醇的...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄钊贾学恩
申请(专利权)人:湖南工业大学
类型:发明
国别省市:湖南;43

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1