[發(fā)明專利]一種用于檢測(cè)人體唾液酒精濃度的生物傳感器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910098860.2
• 申請(qǐng)日: 2009-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN101566637A
• 公開（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭希山;劉孔絢;陳珠麗;王東亭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N33/98
• 分類號(hào): G01N33/98;G01N27/413;G01N27/48;G01N27/49
• 代理公司: 杭州之江專利事務(wù)所
• 代理人: 連壽金

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種生物傳感器，特別涉及一種用于檢測(cè)人體唾液酒精濃度的生物傳感器。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代汽車運(yùn)輸業(yè)的迅猛發(fā)展，擁有機(jī)動(dòng)車駕駛執(zhí)照的人員數(shù)量迅猛增長(zhǎng)，交通事故頻繁發(fā)生。世界衛(wèi)生組織的事故調(diào)查顯示，大約50％～60％的交通事故與酒后駕駛有關(guān)，酒后駕駛已經(jīng)被列為車禍致死的主要原因。目前在酒精濃度測(cè)試技術(shù)上主要有抽血送檢式和呼吸式兩種，抽血送檢式過程繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；呼吸式設(shè)備昂貴，成本較高，同時(shí)存在干擾較多，精度不高等缺點(diǎn)。長(zhǎng)期一來，一直沒有一種簡(jiǎn)便、快速、準(zhǔn)確和定量檢測(cè)機(jī)動(dòng)車駕駛員飲酒程度的儀器。本發(fā)明即為這種儀器提供了一種高效、準(zhǔn)確、快捷、低成本的酒精濃度生物傳感器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于檢測(cè)人體唾液酒精濃度的生物傳感器。本傳感器采用納米金顆粒進(jìn)行修飾，同時(shí)采用叉指電極結(jié)構(gòu)以提高傳感器的靈敏度，具有操作方便、準(zhǔn)確、快速、低成本等優(yōu)點(diǎn)。適用于檢測(cè)駕駛員是否酒后駕車，或者釀酒行業(yè)中酒精濃度的檢測(cè)。

一種用于檢測(cè)人體唾液酒精濃度的生物傳感器，包括PVC基底1，作為工作電極的第一叉指碳電極2，作為對(duì)電極的第二叉指碳電極3，叉指碳電極引線4，絕緣保護(hù)層5，反應(yīng)區(qū)域6，其特征在于：作為工作電極的第一叉指碳電極2和作為對(duì)電極的第二叉指碳電極3以及叉指碳電極引線4采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)將導(dǎo)電碳漿印刷在PVC基底1上，之后將PVC基底1置于100～150℃的烘箱內(nèi)熱固化30～45min；采用絲網(wǎng)印刷技術(shù)將常規(guī)絕緣膠印制在叉指碳電極引線4上，置于100～150℃的烘箱內(nèi)熱固化30～45min，形成絕緣保護(hù)層5；將上述PVC基底1置于室溫下老化2～3天，在第一叉指碳電極2和第二叉指碳電極3上采用羧甲基纖維素CMC修飾一層親水膜，先后滴加作為電子傳遞劑的鐵氰化鉀溶液5ul，乙醇脫氫酶以及輔酶NADH溶液5ul，納米金顆粒溶液1ul，鐵氰化鉀溶液中鐵氰化鉀的質(zhì)量濃度為8～40g/L，乙醇脫氫酶以及輔酶溶液中含有乙醇脫氫酶為4～5個(gè)活性單位，納米金顆粒溶液中納米金顆粒的質(zhì)量濃度為20～60g/L，在室溫下干燥制成反應(yīng)區(qū)域6，以上溶液均采用磷酸鹽溶液作為緩沖液，pH為7.0～8.0。納米金顆粒直徑為15～30nm。磷酸鹽溶液選用磷酸鉀溶液、磷酸鈉溶液中的一種。

同現(xiàn)有技術(shù)比較，本發(fā)明具有以下突出優(yōu)點(diǎn)：1)以鐵氰化鉀作為酶促反應(yīng)中的電子傳遞劑，在200～300mv工作電壓，電子能快速有效地到達(dá)電極，從而顯著提高生物傳感器對(duì)酒精濃度的響應(yīng)靈敏度；2)納米金顆粒具有電催化能力，極大地提高了傳感器的靈敏度；3)采用叉指電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如同用多個(gè)電極進(jìn)行測(cè)試，提高電流信號(hào)的強(qiáng)度；4)傳感器響應(yīng)迅速，最快檢測(cè)時(shí)間僅須20秒；5)所用的唾液僅為10ul，且無需對(duì)唾液進(jìn)行預(yù)處理。

附圖說明

圖1為一種用于檢測(cè)人體唾液酒精濃度的生物傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本傳感器的循環(huán)伏安法曲線圖。圖中橫坐標(biāo)為掃描電壓，縱坐標(biāo)為反應(yīng)電流。M表示未用納米金顆粒修飾的傳感器循環(huán)伏安法曲線的還原曲線，M′表示未用納米金顆粒修飾的傳感器循環(huán)伏安法曲線的氧化曲線，N表示采用納米金顆粒修飾的傳感器循環(huán)伏安法曲線的還原曲線，N′表示采用納米金顆粒修飾的傳感器循環(huán)伏安法曲線的氧化曲線。可見修飾納米金顆粒能夠顯著增強(qiáng)傳感器的氧化還原特性，提高傳感器的性能。

圖3為恒電位法測(cè)定不同濃度酒精溶液的反應(yīng)電流-反應(yīng)時(shí)間響應(yīng)曲線。圖中橫坐標(biāo)為反應(yīng)時(shí)間，縱坐標(biāo)為反應(yīng)電流。A表示酒精濃度100mmol/L的反應(yīng)電流-反應(yīng)時(shí)間響應(yīng)曲線，B表示酒精濃度10mmol/L的反應(yīng)電流-反應(yīng)時(shí)間響應(yīng)曲線，C酒精濃度1mmol/L的反應(yīng)電流-反應(yīng)時(shí)間響應(yīng)曲線。可見傳感器對(duì)不同濃度的酒精溶液具有較好的區(qū)分度。

圖4為傳感器對(duì)不同酒精濃度的電流響應(yīng)的線性擬合直線。圖中橫坐標(biāo)為酒精溶液濃度，縱坐標(biāo)為響應(yīng)電流。可見傳感器對(duì)不同濃度酒精溶液檢測(cè)的線性度較好。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：