專利名稱：生物傳感器的制作方法
技術領域：
本發明涉及能迅速、高靈敏度且簡便地定量試樣中的特定成分的生物傳感器。
背景技術：
以葡萄糖傳感器為例，在典型的生物傳感器中，在絕緣性基片上通過絲網印刷等方法形 成至少包括測定電極和對電極在內的電極系統，在此一電極系統上，形成含有親水性高分子 、氧化還原酶和電子介體的酶反應層。在氧化還原酶中用葡萄糖氧化酶，在電子介體中用鐵 氡化鉀、環鐵衍生物、醌衍生物等金屬配位化合物或有機化合物等.在酶反應層中，根據需 要加入緩沖劑。如果在此一葡萄糖傳感器的酶反應層上滴下含有酶解物的試樣液，則醇反應 層容解，酶與酶解物進行反應。隨著此一反應，電子介體被還原。酶反應結束后，根據對此 一還原了的電子介體進行電化學氧化時產生的氧化電流值可以求出試樣液中的酶解物的濃度
也就是說，在這類葡萄糖傳感器中，靠電極來氧化酶反應的結果產生的電子介體的還原 體，根據其氧化電流值來求出葡萄糖濃度。這種生物傳感器通過用以測定對象物質為酶解物 的酶。
上述傳感器反應系統中含有的界面活性劑對血球蛋白有不良的影響，因此不適合測量全 血本身。中國專利01805717. 9公開的一種可以將濾掉了血球蛋白的血將迅速送達電極系統的 生物傳感器。但該傳感器系統的反應試劑部分是被設計壓在傳感器內部的，那么在傳感器制 造過程中就要有添加反應性劑這一步驟，并且生物傳感器在后面的制造過程中很容易污染到 反應試劑，如有高溫制造狀態等一切理化因素還會造成反應試劑中的酶失去生物活性或變性 ，影響使用效果，還造成了原料的浪費。
發明內容
為解決現有技術中存在的問題和不足，本發明的目的在于提供一種響應性高且精度好， 能夠測定全血的生物傳感器。
本發明的目的通過以下的技術方案來實現 一種生物傳感器，包括絕緣性基板、含有氧 化還原酶和電子介體的反應層、絕緣層和上蓋，其特征在于，所述反應層包括電極系統和酶 膜；所述絕緣層和上蓋之間設有兩層用于濾掉血球蛋白的過濾膜。
為更好的實施本發明
3所述電極系統是直接印刷在酶膜上的，作為氧化電流的測定方法，更優選采用包括測定 電極、對電極和參比電極的三電極方式，三電極方式能夠更正確地測定。
所述絕緣性基板和上蓋的外側分別設有對應的試樣吸入口 ，并通過絕緣性基板、絕緣層 和上蓋上對應的通孔相連通。上蓋側的吸入口可連接注射器針頭，吸入血液試樣。基板側的 吸入口可連接注射器的針管部分，吸收經過兩層過濾膜濾過后與酶膜反應層發生化學酶解反 應測試后的血漿，利于臨床操作。
本發明中所用的過濾膜是由有空隙部的多孔體半透膜組成的。試樣液通過毛細現象從上 蓋側吸入口進入，經過兩層過濾膜向包含酶膜和電極系統的反應層移動，有通過血漿和血球 的流通阻力之差來過濾血球的作用。過濾膜的材質，可以用由玻璃纖維、纖維素或紙漿等的 纖維組成的無紡布、濾紙或其他多孔質體。此外，半透膜最好是具有親水性。
所述絕緣性基板設有適合酶膜放入的凹部，所述通孔位于凹部內；所述上蓋上設有適合 過濾膜放入的凹部，通孔位于凹部內。
本發明的生物傳感器酶膜上所帶的反應試劑，是在傳感器組裝制造好后，通過基板側的 吸入口滴到酶膜上干燥而成的，不會影響試劑的生物活性，大大提高了血液經過時的反應速 率與反應效率，因而可以減小測試結果的誤差。并且試劑在反應過程中被消耗后，仍可以通 過基板側的吸入口繼續往酶膜添加反應試劑。
反應試劑采用將生物活性分子包埋在凝膠或聚合物結構的格子里的方法。該法要求的條 件溫和，有各種可利用的凝膠或聚合物(如聚丙烯酰胺、淀粉、明膠和瓊脂等凝膠)，適用 于各種生物活性分子，為公知技術。
此外，為了保護電極，抑制所形成的反應層的剝離，最好是接著電極系統上形成親水性 高分子層。也可以不僅電極系統上，而且作為反應層的底子形成親水性高分子層，或者在 最下層的反應層上含有親水性高分子層。
與現有技術相比，本發明具有如下有益效果
本發明的生物傳感器是由于血液被直接吸入接觸到過濾膜整個表面。根據這種構成，當 血液經上蓋側吸入口的孔徑到達過濾膜時，開始向四周及第二層的過濾膜擴散，血液擴散到 周圍的速度相同，因此能均勻的擴散覆蓋到整個過濾膜，并最后與酶膜上的反應試劑充分接 觸反應，測試結果精度高。不存在分布不均勻造成酶解等一系列化學反應不均勻，影響氧化 還原電流的現象。
本發明的生物傳感器，可以把血球去除后的血漿均勻迅速向電極系統供給，并能及時、 快捷、簡便地向反應層補充反應試劑且沒有污染。
4圖l是本發明生物傳感器的一種優選實施方式的的分解透視圖。
圖2是
圖1的側視圖。
具體實施例方式
下面參照附圖和實施例，對本發明做進一步地詳細說明，但本發明的實現方式并不局限 于此。
1、 生物傳感器的結構
如圖l和圖2所示，本發明的生物傳感器主要由基板l、酶膜2、電板3、絕緣層4、過濾 膜5、過濾膜6和上蓋7組成。
基板l由例如聚對苯二甲酸乙二醇酯等絕緣性樹脂制成。基板1的左側中央有一小孔8并 且連通到基板1底側的吸入口9，小？L8外圍為一凹部10，大小、形狀與過酶膜2相同。凹部 10放入酶膜2，在酶膜2上表面通過絲網印刷來印刷銀糊劑，而形成帶有三條引線11的電極系 統，三個電極的涂層范圍在基板凹部10內的酶膜2上，即直接印刷在酶膜層上，三條引線ll 延伸到基板l右端。此電極系統的涂層形成電板3。
此外，在電板3上面的特定區域上覆蓋涂層，即絕緣層4。絕緣層4把三個電極所在的凹 部10面積取為恒定，此圓形面積內沒有印刷絕緣性糊劑，因而沒有形成絕緣層。絕緣層4從 基板l左邊至右邊多半部分地覆蓋三條引線ll。三條引線ll的末端引腳沒有絕緣層，以便連 接到測試儀上。
進而在三個電極上面覆蓋過濾膜5和過濾膜6。此過濾膜5、 6均為半透膜。 此后是上蓋7，上蓋7的外周與絕緣層的外周大小一致。在上蓋7的底側對應兩層過濾膜 的部分有類似凹部10的的上凹部，此凹部是為了方便電極上面兩層過濾膜的固定，以及上蓋 7與絕緣層4的緊密結合。同時，上蓋7凹部中央也有與基板1相類似且對應的孔，與上蓋上側 的吸入口12相連接。
2、 生物傳感器的組裝
為要組裝此一傳感器，取基板l，把酶膜覆蓋住基板1的孔8并置于凹部10內后固定，采 用絲網印刷來印刷銀糊劑，形成帶有三條引線的電極系統，三個電極的涂層范圍印刷在基板 1凹部10內，三條引線ll印刷延伸到基板右端。從而印刷形成電板3，此時，酶膜2與電極系 統形成反應層。進而在指定范圍內印刷絕緣層4。取過濾膜5、過濾膜6置于并固定在電極系 統所在的凹型面積上，此凹形面積內沒有印刷絕緣性糊劑，過濾膜5、過濾膜9完全重疊放置 。最后加上蓋7，使上蓋7的凹部正好對應電極板3上面的兩層過濾膜5和6，此凹部深度與兩層過濾膜厚度相同。
3、生物傳感器的使用
為要用此一傳感器來測定血液中的某種成分，把試樣的血液從吸入口 12的開口供給到兩 層過濾膜所在的凹部。供給到這里的血液經過濾膜6、過濾膜5向其內浸透。由于在過濾膜 5和6內，血球的浸透速度比作為液體成分的血漿要慢，所以血漿從過濾膜5的底部滲出。然 后，此一滲出的血漿溶解電極系統位置下方的酶膜2所攜帶的凝膠反應試劑，酶膜2上發生氧 化還原等一系列化學反應，電極上既有電流通過引線11傳輸到所連接的分析儀上。
經過這種血球過濾的過程，發生被血漿所溶解的酶膜2與血漿中的測定成分的化學反應 ，經過一定時間后，通過電極反應來測定電流值，可以定量血漿中的成分。
上述實施例為本發明較佳的實施方式，但本發明的實施方式并不受上述實施例的限制， 其他的任何未背離本發明的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應 為等效的置換方式，都包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種生物傳感器，包括絕緣性基板、含有氧化還原酶和電子介體的反應層、絕緣層和上蓋，其特征在于所述反應層包括電極系統和酶膜，酶膜上有反應試劑；所述絕緣層和上蓋之間設有兩層用于濾掉血球蛋白的過濾膜。
2 根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于所述電極系統 是直接印刷在酶膜上的。
3 根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于所述絕緣性基 板和上蓋的外側分別設有對應的試樣吸入口 ，并通過絕緣性基板、上蓋上對應的通孔分別與 過濾膜和酶膜連通。
4 根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于所述絕緣性基 板設有適合酶膜放入的凹部，所述通孔位于凹部內；所述上蓋上設有適合過濾膜放入的凹部 ，通孔位于凹部內。
5 根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于所用的過濾膜 是由有空隙部的多孔體半透膜組成的。
6 根據權利要求5所述的生物傳感器，其特征在于所述半透膜具有親水性。
7 根據權利要求1所述的生物傳感器，其特征在于所述酶膜上的 反應試劑，是在傳感器組裝好后，通過基板側的吸入口滴到酶膜上干燥而成的。
全文摘要
本發明公開了一種生物傳感器，包括絕緣性基板、含有氧化還原酶和電子介體的反應層、絕緣層和上蓋，所述反應層包括電極系統和酶膜，酶膜上有反應試劑；所述絕緣層和上蓋之間設有兩層用于濾掉血球蛋白的過濾膜，靠壓在電板上的兩層過濾膜濾掉了血球的血漿通過毛細現象被吸引到前述生物傳感器。使用本發明的生物傳感器，試樣液能均勻的擴散覆蓋到整個過濾膜，并與酶膜上的反應試劑充分接觸反應。不存在分布不均勻造成酶解等一系列化學反應不均勻、影響氧化還原電流的現象。試劑在反應過程中被消耗后，仍可以通過吸入口繼續給酶膜添加反應試劑，方便快捷。
文檔編號G01N27/31GK101561411SQ20091030210
公開日2009年10月21日 申請日期2009年5月5日 優先權日2009年5月5日
發明者尹良紅 申請人:尹良紅