[實用新型]一次性溫度補償型生物傳感器

無效

• 申請號: 96204080.0
• 申請日: 1996-02-09
• 公開（公告）號: CN2293046Y
• 公開（公告）日: 1998-09-30
• 發明（設計）人: 張先恩;危宏平;劉牧龍;張曉梅;張煜;張治平;唐建客
• 申請（專利權）人: 中國科學院武漢病毒研究所
• 主分類號: G01D3/028
• 分類號: G01D3/028
• 代理公司: 中國科學院武漢專利事務所
• 代理人: 周春蓮

本實用新型是一次性溫度補償型生物傳感器，屬生物技術領域。

所說的一次性生物傳感器是指不能或不需要重復使用的生物傳感器，如印刷酶電極，系采用絲網印刷技術將酶、介體和基體電極印制在塑料基片上而成，能均一、低成本地批量生產，電極用過即扔，使用十分方便。英國公司最先獲得專利，能用于體液糖、發酵性糖、醇類、氨基酸類等生化參數的快速測定，不重復使用意味著不能在同一支生物探頭上既標定又測定已知有兩種標定方式：一種是盡可能提高生產工藝的穩定性，使不同批生產的生物探頭具有良好的互換性，生物探頭在出廠以前經抽樣標定，符合標準響應值視為合格，這種方式在技術上較難保證；另一種是在同批生產的生物探頭中抽樣標定，根據標定參數選用一固定阻值的電阻，封裝成標準探頭并隨同該批生物探頭送至用戶，當用戶將該標準探頭接入生物傳感器儀插口時，儀器便將該批生物探頭的標定參數輸入，每一批生產的生物探頭都配有相應阻值的標準探頭，由此可避免生物探頭批間差異而導致的測定誤差。但是，由于酶反應總是受溫度影響的，上述的兩種方式均不能避免用戶測定時環境溫度與廠家標定時溫度的不同而引起的測定誤差，其溫差越大，誤差越大。

本發明的任務是提供一種一次性溫度補償型生物傳感器，使一次性生物探頭在不同季節、地域和晝夜的環境溫度變化下，不受溫度變化的影響，保證測定準確性。

其解決的方案是：生物探頭具有一定的溫度系數，因此其標定值(指在某指定條件下，生物探頭對標準濃度被測物的響應)在不同溫度下不同，當確定了溫度函數后，選定與生物探頭的溫度函數具有相應的溫度函數的熱敏元件(如熱敏電阻)，再串聯一支阻值固定的普通電阻，構成一支標準探頭，目的是使該標準探頭在不同的溫度下接入生物傳感器儀后，其輸出對應于生物探頭在相同條件下對標準濃度被測物的標定值。每批生物探頭都配有這種標準探頭，使用時，先用該標準探頭標定生物傳感器儀，使儀器讀入在檢測溫度下生物探頭的標定值，再用生物探頭對樣品測定，便能解決由于環境溫度的變化引起的測定誤差。

如前所述，現有一次性生物傳感器測定容易受溫度變化的影響。與之相比，本實用新型能克服這種影響，保證測定的準確性，因而具有明顯的優點。

下面描述本實用新型的實施例：

附圖1是本發明的一種一次性生物傳感器(生物探頭為酶電極)，主機1(長12cm，寬9cm，高1cm)，由顯示屏幕2，按鍵開關3和酶電極4(長3.8cm，寬0.7cm，厚0.2cm)組成。標準電極5由固定電阻6，熱敏電阻7，接頭9和導電條8組成，將通過接頭9與主機1連接。酶電極4由電極10，接頭11和導電條12組成，將通過接頭11與主機1連接。

附圖2是本發明的一種一次性生物傳感器儀的檢測電路原理圖，由整機電源1，射級跟隨器2，差動放大器3，功率放大器4，V/F轉換器5，MCS51單片機6，液晶顯示器7和電極接口8等組成。

酶電極制作：用市售的銀導電油墨以絲網印刷的方法印刷在塑料基材(如PVC)表面形成一層導電銀條，干燥后在其上印刷一層市售導電碳漿，形成基礎電極；干燥后用含有一定比例的葡萄糖氧化酶和介體(如二茂鐵及其衍生物、苯醌、鐵氰化鉀、TTF、TCNQ等，比例為5％-10％)懸液，用滴注或印刷的方法固定于基礎電極表面，即可形成活性酶電極。

酶電極的溫度補償方式：用上述方法制作的酶電極的溫度函數為：lgI＝a/T+b(I：為酶電極的響應輸出電流值(uA)；T：為熱力學溫度(K)；a，b分別為常數)。以5mmol/L葡萄糖溶液為測試樣品，在15攝氏度時，某批酶電極的標定值為10uA/5mM葡萄糖。選用固定電阻A的阻值RI為：19.5千歐，選用熱敏電阻B，其15攝氏度時的阻值R2為：5.6千歐，溫度函數為：lgR＝a₂/T+b₂，將A和B串聯組成標準電極C。C在15攝氏度時的阻值R3為：25.1千歐，輸出電流I′＝U/R3＝9.96uA(U為0.25V的恒定電壓)。時葡萄糖溶液測定值的計算為：測定值＝酶電極在某溫度下對葡萄糖溶液的響應值×5/標定值。以標準電極在不同溫度下的輸出作為標定值進行補償，補償結果見附表1，表中未補償的結果是以酶電極在15攝氏度時對5mmol/L葡萄糖溶液的響應為標定值計算的。結果顯示本儀器能顯著減少因溫度影響造成的誤差。

酶電極儀檢測程序：開機——插入標準電極——儀器自動讀入標定值——插入酶電極——滴加樣品——儀器自動測量顯示結果。