[發明專利]一種基于水性絲網印刷技術的酶電極用酶油墨及其制備方法

在審

• 申請號: 202011184881.9
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112251069A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 陳長青;崔小七;劉示范;康玉霞;劉雪平;周衡;趙全成
• 申請（專利權）人: 鄭州百瑞動物藥業有限公司
• 主分類號: C09D11/03
• 分類號: C09D11/03;C09D11/102;C12Q1/00;G01N27/327;G01N27/333
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 蔡少華

本發明屬于生物傳感器技術領域，涉及一種基于水性絲網印刷技術的酶電極用酶油墨，該酶油墨包含以下重量百分比的組分：成膜劑1%~2%、增稠劑1.5%~17%、緩沖液55%~78%、酶穩定劑0.5%~1.5%、電子媒介體15%~30%、生物酶1.5%~3%、消泡劑0.5%~1.5%；所述成膜劑包括以下重量百分比的組分：聚乙烯醇7%~15%、水84.5%~92.5%、消泡劑0.5%~1.5%。該酶油墨能利用絲網印刷機直接印在基礎電極上，減少了點酶機或涂布機的設備投入，生產成本低、重現性好、靈敏度高。

技術領域

本發明屬于生物傳感器技術領域，涉及一種基于水性絲網印刷技術的酶電極用酶油墨及其制備方法。

背景技術

酶電極是最常用也是最早開發的生物傳感器。酶電極是指電極敏感膜表面覆蓋有一層很薄的含酶凝膠或懸浮液的離子選擇電極，克服了游離酶的不穩定性，且能重復使用降低成本。酶是一類具有催化功能的活性物質，和化學催化劑相比，具有反應速度快、選擇性好、反應條件溫和、底物專一性強、可在水溶液和中性pH下操作等優點，同時酶本身可以被微生物降解，符合綠色化學的要求。但是游離酶也有對外界因素非常敏感容易失活、不易分離和純化等問題。為了克服這些缺點，酶固定化技術應運而生。

酶的固定化是決定酶電極特性的關鍵技術。它既要保持活性物質酶本身的特性，又要避免游離酶應用上的缺陷。目前將酶固定于電極的方法有交聯法、吸附法、包埋法、共價鍵合法、層層自組裝技術。隨著高精密度絲網印刷機在生物傳感技術領域的推廣和應用，酶電極基礎電極的制備已能規模化生產，而且重現性好、靈敏度高。但是由于生物材料酶的特殊性，生物酶的絲網印刷還只能停留在實驗室和中試階段。這樣導致生產廠家不得不在基礎電極絲網印刷完成后，利用點酶或涂布技術將生物酶溶液點到或涂布到電極的表面。這樣就需要額外添加點酶機或涂布機，使得生產成本增加，制作工藝復雜，而且產量低、重復性差，很難做到大規模連續化生產。如授權公告號為CN107238645B的發明專利公開了一種在線監測用葡萄糖氧化酶絲網印刷電極及其制備方法，也是將配置好的生物酶懸浮液滴加于絲網印刷電極片上成固定化酶層。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于水性絲網印刷技術的酶電極用酶油墨及其制備方法，該酶油墨能利用絲網印刷機直接印在基礎電極上，減少了點酶機或涂布機的設備投入，生產成本低、重現性好、靈敏度高。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種基于水性絲網印刷技術的酶電極用酶油墨，包含以下重量百分比的組分：成膜劑1%~2%、增稠劑1.5%~17%、緩沖液55%~78%、酶穩定劑0.5%~1.5%、電子媒介體15%~30%、生物酶1.5%~3%、消泡劑0.5%~1.5%；所述成膜劑包括以下重量百分比的組分：聚乙烯醇7%~15%、水84.5%~92.5%、消泡劑0.5%~1.5%；所述消泡劑選自SF-104E、BYK-066或道康寧163中的一種或多種；所述增稠劑選自羥丙基甲基纖維素、羧甲基纖維素鈉、甲基纖維素、羥丙基纖維素、羥乙基纖維素、明膠或水溶性納米二氧化硅中的一種或多種；所述緩沖液包括以下重量百分比的組分：緩沖體系1%~2%、水98%~99%；所述酶穩定劑選自海藻糖、檸檬酸三鈉或谷氨酸鈉中的一種或多種；所述電子導電介體選自鐵氰化鉀或二茂鐵甲酸。

優選地，所述成膜劑的制備方法包括以下步驟：取80-90℃的水攪拌下加入聚乙烯醇，保持恒溫，待完全溶解后加入消泡劑，攪拌均勻。

優選地，所述成膜劑的旋轉粘度為1300-6500mps，固含量為7%-15%。

優選地，所述緩沖液的pH值為5.5-6.8。

優選地，所述緩沖體系選自tris鹽酸緩沖體系、磷酸鹽緩沖體系、檸檬酸鹽緩沖體系、琥珀酸鹽緩沖體系、丁二酸鹽緩沖體系或乙酸鹽緩沖體系中的一種或多種。