[發明專利]一種酶生物電化學傳感芯片及其制備方法

有效

• 申請號: 200910184642.0
• 申請日: 2009-08-27
• 公開（公告）號: CN101650331A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 劉丹
• 申請（專利權）人: 無錫愛康生物科技有限公司
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;G01N33/92;G01N33/66;G01N33/64;C09J133/00;C09J175/04;C09J163/00;C09D11/10
• 代理公司: 無錫市大為專利商標事務所
• 代理人: 時旭丹;劉品超

1.一種酶生物電化學傳感芯片的制備方法，其特征是其工作電極采用適 合大規模量產的絲網印刷技術制備附著在底基絕緣材料(101)上的具有微納 米多孔導電材料層(102)和導電線路(103)，結合疊加分子吸附層技術將高 分子電介體和生物酶截留在微納米孔洞之中，制成用作對血液試樣中的溶質葡 萄糖、膽固醇、血酮或乳酸分子進行定量檢測的酶生物電化學傳感芯片的工作 電極；

酶生物電化學傳感芯片工作電極的制備步驟為：

(1)制備導電油墨，

(2)準備底基絕緣材料，

(3)絲網印刷，

(4)干燥定型，

(5)高分子電介體和生物酶交替吸附與穩固；

所述底基絕緣材料選用聚酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸 酯、聚氨酯、聚氯乙烯或它們的混合物的塑料膜或塑料片材；

所述微納米多孔導電材料層由導電顆粒材料和高分子粘合劑所組成；

所述高分子電介體選用直接將小分子電介體通過化學官能團之間的反應連 接到帶正電荷的高分子鏈之上；或通過選用兩種以上的單體進行共聚合；

所述生物酶選用葡萄糖脫氫酶或葡萄糖氧化酶；膽固醇氧化酶或膽固醇脫 氫酶；β-羥(基)丁酸脫氫酶；或乳酸脫氫酶。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是所選用的導電顆粒材料是 下列導電顆粒材料中的兩種或兩種以上的混合物：碳黑粒子、石墨顆粒、金粒 子、鉑金粒子、鉑金和鈀合金粒子、鉑金改性的碳黑粒子或鉑金改性的石墨顆 粒。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是所選用的高分子粘合劑具有 兩方面的功能：其一，是與上述的導電顆粒材料和輔助試劑一起制成油墨，絲 網印刷干燥后形成完整的導電層；其二，高分子粘合劑自身帶有特定官能團： -N⁺或-COO^-，致使微納米孔洞的洞壁帶有電荷，實現高分子電介體和生物 酶在微納米孔洞中的吸附；

選用人工合成或天然的高分子粘合劑；單獨使用、兩種或兩種以上合用； 人工合成的高分子粘合劑為均聚物、二元或多元共聚物；天然的高分子粘合劑 或改性后再使用；

高分子粘合劑選用水溶性的，或溶于有機溶劑的；是線型的聚合物，或交 聯的單體或齊聚物在微納米多孔導電材料層的制備過程中形成的交聯型的；但 是干燥之后將不再溶于水或中性水溶液。

4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征是人工合成的高分子粘合劑選 用乙烯基類聚合物、丙烯酯類聚合物、聚氨酯類聚合物或環氧樹脂類聚合物。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是制備導電油墨：首先通過將 高分子粘合劑溶于水、有機溶劑、或水和有機溶劑的混合物中形成高分子粘合 劑的溶液；再將導電顆粒材料均勻分散在高分子粘合劑的溶液中，經充分剪切 混合以形成易于沉積的漿料，即導電油墨。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是準備底基絕緣材料：底基 絕緣材料上預先附著有導電線路；和/或預先附著有反電極或/和參比電極。

7.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是絲網印刷及干燥定型：采 用快速沉積方法，高精度絲網印刷，將導電油墨沉積在底基絕緣材料上；利用 熱、光、微波、或它們的共同作用將導電油墨中的揮發成分溶劑除去，形成微 納米多孔導電材料層。

8.根據權利要求1所述的制備方法，其特征是高分子電介體和生物酶交 替吸附與穩固：帶正電荷高分子電介體依靠電荷相互作用而吸附在微納米多孔 導電材料層的孔壁之上，形成帶正電荷的高分子電介體吸附層；帶負電荷的氧 化還原生物酶依靠電荷相互作用而吸附在所形成的帶正電荷的高分子電介體吸 附層之上，形成帶負電荷的氧化還原生物酶吸附層；高分子電介體和生物酶的 吸附按需要交替重復進行吸附，以形成多吸附層。