CN115201299A - 一种用于葡萄糖、乳酸检测器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电子集成检测技术领域，公开了一种用于葡萄糖、乳酸检测器，包括：测试片、至少两个采样测试部件；采样测试部件包括反应酶层、工作电极、参比电极以及与工作电极和参比电极配套并连接的电子电路控制连接部分组成；反应酶层连接相应的工作电极和参比电极，其中至少一个采样测试部件为液体葡萄糖测试部件；其中至少一个液体测试部件为液体乳酸测试部件。将液体葡萄糖检测和液体乳酸检测整合在一个检测器上完成，一次检测便可以得到1‑2个指标，同时实现指标参数的连续性检测，减轻了用户为多个检测指标需要多次实验的痛苦，减少实验的劳动强度，降低了成本，提高了效益，更利于大应用方面的优化。
Description
技术领域
本发明属于电子集成检测技术领域，具体涉及一种用于葡萄糖、乳酸检测器。
背景技术
随着科学技术的发展进步，电子集成检测技术是一种趋势,在各种实验和生活中需要检测葡萄糖和乳酸已经非常普遍、重要。检测更需要能快速、准确、连续、方便测试成为一种趋势。例如人的空腹葡萄糖检测；生物反应过程中葡萄糖和乳酸等参数的检测、监控已经成为生物反应过程中的重要指标。
在现有技术中，对葡萄糖、乳酸检测时，多是分开进行，检测效率低下，需要多次操作获得检测指标需，增强了实验的劳动强度，也会增加检测成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于葡萄糖、乳酸检测器，以解决上述背景技术中提出现有技术中存在实验劳动强度高，增加检测成本的问题。
为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种用于葡萄糖、乳酸检测器，包括：
测试片、至少两个采样测试部件；
所述采样测试部件设置在所述测试片上，并且所述采样测试部件包括反应酶层、工作电极、参比电极以及与所述工作电极和所述参比电极配套并连接的电子电路控制连接部分组成；
所述反应酶层连接相应的工作电极和参比电极，其中至少一个采样测试部件为液体葡萄糖测试部件，所述液体葡萄糖测试部件的反应酶层上的酶为催化液体葡萄糖反应的生物酶；
其中至少一个液体测试部件为液体乳酸测试部件，所述乳酸测试部件的反应酶层上的酶为催化液体乳酸反应的生物酶。
优选的，所述催化液体葡萄糖反应的生物酶为葡萄糖氧化酶；所述催化液体乳酸反应的生物酶为乳酸酶。
优选的，所述反应酶层上还包括在酶催化反应时，用于在反应酶层、工作电极和参比电极之间进行电子传递的媒介和粘合剂。
优选的，所述液体葡萄糖测试部件中，工作电极、参比电极以及电子控制回路连接部分由连接在检测器上的导线以及与导线相连的涂层组成；
所述乳酸测试部件中，工作电极、参比电极以及电子控制回路连接部分由设置在检测器上的导线与导线相连的涂层以及设置在涂层中的某一碳涂层和该碳涂层一起形成参比电极的氯化银涂层构成。
优选的，该检测器上设置了两种测试部件的结构；
所述液体葡萄糖测试部件中，所述电子控制回路连接部分为设置在检测器上的一号导线和二号导线，所述工作电极由与相应的一号导线相连的第一层碳涂层构成，所述参比电极由与相应的二号导线相连的第二层碳涂层构成。
优选的，所述乳酸测试部件中，电子控制回路连接部分为设置在检测器上的三号导线和四号导线，上述参比电极由与相应的三号导线相连的第三层碳涂层和设置在第三层碳涂层之上的氯化银涂层构成，上述工作电极由与相应的四号导线相连的第四层碳涂层构成。
优选的，该检测器的后部上设置有用于与智能控制器相连的电子回路输出端子；所述电子回路输出端子包括至少四个输出的碳涂层，四个输出的碳涂层分别与相应的一号导线、二号导线、三号导线和四号导线相连，并且连接二号导线的输出碳涂层和连接三号导线的输出碳涂层的端部连接在一起。
优选的，该检测器还包含绝缘涂层，所述绝缘涂层设置在所述电子回路连接部分的前端、所述工作电极和参比电极的上方，并且所述绝缘涂层对应于所述反应酶涂层的位置开设有与相应的反应酶涂层大小相适应的开口。
优选的，该检测器还包括亲水隔膜，所述亲水隔膜设置在绝缘涂层的上方；所述亲水隔膜通过双层胶层粘贴在所述绝缘涂层上，在绝缘涂层上粘贴同绝缘涂层面积、形状近似的双层胶层，利用双层胶层的厚度围起两个立体的检测区，每个反应区留有进入的开口槽。
优选的，该检测器还包括单层胶层，所述单层胶层至少覆盖住所述电子控制回路连接部分的前端和双层胶层的后端，并且所述单层胶层的前端与所述亲水隔膜的后端之间留有一定的空间。
本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种用于葡萄糖、乳酸检测器，与现有技术相比，具有以下优点：
1、本发明提出的葡萄糖、乳酸检测器，它将液体葡萄糖检测和液体乳酸检测整合在一个检测器上完成，一次检测便可以得到1-2个指标，同时实现指标参数的连续性检测，减轻了用户为多个检测指标需要多次实验的痛苦，减少实验的劳动强度，降低了成本，提高了效益，更利于大应用方面的优化；
2、采用特殊设计的葡萄糖、乳酸氧化酶膜电化学传感器对葡糖糖、乳酸浓度进行检测，导入至测试区域，中所含的葡萄糖、乳酸在固化的葡糖糖、乳酸氧化酶的催化下发生酶解反应，反应产物为丙酮酸和过氧化氢，通过电极检测过氧化氢的含量从而计算出乳酸含量，仪器通过对已知浓度的标准品进行定标，标准品的电压值是衡量样本乳酸浓度的尺度，未知浓度可与标准品的电压信号相比较而获得。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的绝缘涂层结构示意图；
图3为本发明第一层碳涂层、第二层碳涂层、第三层碳涂层、第四层碳涂层的结构示意图；
图4为本发明碳涂层的结构示意图；
图5为本发明一号导线、二号导线、三号导线、四号导线的结构示意图；
图6为本发明样品添加的状态结构示意图。
图中：1、测试片；10、样品；101、媒介；102、粘合剂；21、一号导线；22、二号导线；23、三号导线；24、四号导线；31、第一层碳涂层；32、第二层碳涂层；33、第三层碳涂层；34、第四层碳涂层；4、氯化银涂层；5、碳涂层；6、绝缘涂层；61、开口；7、双层胶层；8、亲水隔膜；9、单层胶层。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例中提供了一种用于葡萄糖、乳酸检测器，示例性的，如图1-5所示，它包括：测试片1；至少包含两个采样测试部件，所述采样测试部件设置在测试片上。
并且所述采样测试部件包括反应酶层、工作电极、参比电极以及与所述工作电极和所述参比电极配套并连接的电子电路控制连接部分组成。
所述反应酶层连接相应的工作电极和参比电极，其中至少一个采样测试部件为液体葡萄糖测试部件，所述液体葡萄糖测试部件的反应酶层上的酶为催化液体葡萄糖反应的生物酶。
其中至少一个液体测试部件为液体乳酸测试部件，所述乳酸测试部件的反应酶层上的酶为催化液体乳酸反应的生物酶。
上述催化液体葡萄糖反应的生物酶为葡萄糖氧化酶；所述催化液体乳酸反应的生物酶为乳酸酶。
具体的，为了使和反应酶层反应产生的自由电子能够顺利地传递给工作电极和参比电极，所述反应酶层上还包括在酶催化反应时，用于在反应酶层、工作电极和参比电极之间进行电子传递的媒介101和粘合剂102。
葡萄糖测试部件中，工作电极、参比电极以及电子控制回路连接部分由连接在检测器上的导线以及与导线相连的涂层组成。在乳酸测试部件中，工作电极、参比电极以及电子控制回路连接部分由设置在检测器上的导线与导线相连的涂层以及设置在涂层中的某一碳涂层和该碳涂层一起形成参比电极的氯化银（Agcl）涂层构成。
在检测器上设置了两种测试部件的结构，在葡萄糖测试部件中，所述电子控制回路连接部分为设置在检测器上的一号导线21和二号导线22，所述工作电极由与相应的一号导线21相连的第一层碳涂层31构成，所述参比电极由与相应的二号导线22相连的第二层碳涂层32构成。
所述乳酸测试部件中，电子控制回路连接部分为设置在检测器上的三号导线23和四号导线24，上述参比电极由与相应的三号导线23相连的第三层碳涂层33和设置在第三层碳涂层33之上的氯化银（Agcl）涂层4构成，上述工作电极由与相应的四号导线24相连的第四层碳涂层34构成。
上述检测器的后部上设置有用于与智能控制器相连的电子回路输出端子5，所述电子回路输出端子包括至少四个输出的碳涂层5，四个输出的碳涂层分别与相应的一号导线21、二号导线22、三号导线23和四号导线24相连，并且连接二号导线23的输出碳涂层和连接三号导线23的输出碳涂层的端部连接在一起。
为了使检测只进入酶催化反应涂层并对采样量进行限定，从而提高检测精度，检测器还包含绝缘涂层6，所述绝缘涂层6设置在所述电子回路连接部分的前端、所述工作电极和参比电极的上方，并且所述绝缘涂层6对应于所述反应酶涂层的位置开设有与相应的反应酶涂层大小相适应的开口61。
检测器还包括亲水隔膜8，所述亲水隔膜8设置在绝缘涂层6的上方。为了使自动进入绝缘涂层限定的反应区，所述亲水隔膜8通过双层胶层7粘贴在所述绝缘涂层6上，在绝缘涂层6上粘贴同绝缘涂层面积、形状近似的双层胶层7，利用双层胶层7的厚度围起两个立体的检测区，每个反应区留有进入的开口槽。
为了封装检测器，避免生物试剂长时间暴露在环境中的现象，并保证亲水隔膜的自动进入效果，检测器还包括单层胶层9，所述单层胶层9至少覆盖住所述电子控制回路连接部分的前端和双层胶层的后端，并且所述单层胶层的前端与所述亲水隔膜的后端之间留有一定的空间。
本实施例中还提供了一种检测器的详细使用方法，方法的使用步骤如下：
1、将检测器的后端部插入智能控制器；
2、检测器的前端部吸入样品10至酶催化反应层中，不同的酶催化反应层与样品中相应的葡萄糖和乳酸发生氧化还原反应，并产生相应的电子信号，相应的电子信号再分别通过由相应的工作电极、参比电极和电子控制回路连接部分连接形成的电子控制回路传输至智能控制器，从控制器显示出相应的样品葡萄糖值和乳酸值，如图6所示。
本实施例中还提供了一种检测器的制备工艺，工艺的步骤如下：
提供一检测器片：采用集中集成的方法将各种样品测试部件的工作电极、参比电极和电子控制回路连接部分以及绝缘涂层集成在检测器片的相应位置上，然后干燥定型处理，完成检测器的第一步半成品；
采用集中集成的方法将各样品测试部件的反应酶涂层集成至第一步的半成品的相对应位置上，然后干燥定型处理，得到第二步的半成品；
对第二步的半成品的正面先后粘贴双层胶层、亲水隔膜和单层胶层，然后定型得到完整成品。
采用了上述技术方案后，当检测器的后部插入智能控制器，样品从检测器的前端进入测试槽内，样品中的葡萄糖和乳酸即可在两个反应区中与不同生物反应酶同时发生氧化还原反应，产生不同大小的电子信号，电子信号被智能控制器检测并识别，如此构成电子测试回路，反应时样品中葡萄糖和乳酸浓度的高低会产生相对应大小的电子信号，由智能控制器检测识别，显示对应的葡萄糖和乳酸的浓度值，即完成葡萄糖和乳酸的这两个指标的检测。
此设备将样品葡萄糖检测和乳酸检测整合在同一个检测器上完成，一次实验检测即可得到两个数据指标，减轻了用户为多个样品数据指标需要多次测量的麻烦，并且缩短时间周期，降低成本，提高了效率，有利于大规模检测使用。
葡萄糖、乳酸分析仪的测定速度非常快（测定周期一般不会超过1分钟）；葡萄糖、乳酸分析仪所需要的样本量少（一般只需要25微升即可）；葡萄糖、乳酸分析仪的准确性高，它的相对误差只有2%；葡萄糖、乳酸分析仪的测定成本低；葡萄糖、乳酸分析仪的操作简单，容易维护，非专业人员经过简单培训即可。
采用特殊设计的葡萄糖、乳酸氧化酶膜电化学传感器对葡糖糖、乳酸浓度进行检测。样品导入至测试区域，样品中所含的葡萄糖、乳酸在固化的葡糖糖、乳酸氧化酶的催化下发生酶解反应，反应产物为丙酮酸和过氧化氢。通过电极检测过氧化氢的含量从而计算出乳酸含量。仪器通过对已知浓度的标准品进行定标，标准品的电压值是衡量样本乳酸浓度的尺度。未知浓度可与标准品的电压信号相比较而获得。
更快的检测速度，只需20秒；自主研发固定化酶膜技术，更长寿命，更低检测成本；专门的流路技术，拒绝堵塞；自动进样，自动定标，减少人为误差；性能优于酶比色技术。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于葡萄糖、乳酸检测器，其特征在于，包括：
测试片、至少两个采样测试部件；
所述采样测试部件设置在所述测试片上，并且所述采样测试部件包括反应酶层、工作电极、参比电极以及与所述工作电极和所述参比电极配套并连接的电子电路控制连接部分组成；
所述反应酶层连接相应的工作电极和参比电极，其中至少一个采样测试部件为液体葡萄糖测试部件，所述液体葡萄糖测试部件的反应酶层上的酶为催化液体葡萄糖反应的生物酶；
其中至少一个液体测试部件为液体乳酸测试部件，所述乳酸测试部件的反应酶层上的酶为催化液体乳酸反应的生物酶。
2.根据权利要求1所述的一种用于葡萄糖、乳酸检测器，其特征在于：所述催化液体葡萄糖反应的生物酶为葡萄糖氧化酶；所述催化液体乳酸反应的生物酶为乳酸酶。
3.根据权利要求2所述的一种用于葡萄糖、乳酸检测器，其特征在于：所述反应酶层上还包括在酶催化反应时，用于在反应酶层、工作电极和参比电极之间进行电子传递的媒介和粘合剂。
4.根据权利要求3所述的一种用于葡萄糖、乳酸检测器，其特征在于：所述液体葡萄糖测试部件中，工作电极、参比电极以及电子控制回路连接部分由连接在检测器上的导线以及与导线相连的涂层组成；
所述乳酸测试部件中，工作电极、参比电极以及电子控制回路连接部分由设置在检测器上的导线与导线相连的涂层以及设置在涂层中的某一碳涂层和该碳涂层一起形成参比电极的氯化银涂层构成。
5.根据权利要求4所述的一种用于葡萄糖、乳酸检测器，其特征在于：该检测器上设置了两种测试部件的结构；
所述液体葡萄糖测试部件中，所述电子控制回路连接部分为设置在检测器上的一号导线和二号导线，所述工作电极由与相应的一号导线相连的第一层碳涂层构成，所述参比电极由与相应的二号导线相连的第二层碳涂层构成。
6.根据权利要求5所述的一种用于葡萄糖、乳酸检测器，其特征在于：所述乳酸测试部件中，电子控制回路连接部分为设置在检测器上的三号导线和四号导线，上述参比电极由与相应的三号导线相连的第三层碳涂层和设置在第三层碳涂层之上的氯化银涂层构成，上述工作电极由与相应的四号导线相连的第四层碳涂层构成。
7.根据权利要求6所述的一种用于葡萄糖、乳酸检测器，其特征在于：该检测器的后部上设置有用于与智能控制器相连的电子回路输出端子；所述电子回路输出端子包括至少四个输出的碳涂层，四个输出的碳涂层分别与相应的一号导线、二号导线、三号导线和四号导线相连，并且连接二号导线的输出碳涂层和连接三号导线的输出碳涂层的端部连接在一起。
8.根据权利要求7所述的一种用于葡萄糖、乳酸检测器，其特征在于：该检测器还包含绝缘涂层，所述绝缘涂层设置在所述电子回路连接部分的前端、所述工作电极和参比电极的上方，并且所述绝缘涂层对应于所述反应酶涂层的位置开设有与相应的反应酶涂层大小相适应的开口。
9.根据权利要求8所述的一种用于葡萄糖、乳酸检测器，其特征在于：该检测器还包括亲水隔膜，所述亲水隔膜设置在绝缘涂层的上方；所述亲水隔膜通过双层胶层粘贴在所述绝缘涂层上，在绝缘涂层上粘贴同绝缘涂层面积、形状近似的双层胶层，利用双层胶层的厚度围起两个立体的检测区，每个反应区留有进入的开口槽。
10.根据权利要求9所述的一种用于葡萄糖、乳酸检测器，其特征在于：该检测器还包括单层胶层，所述单层胶层至少覆盖住所述电子控制回路连接部分的前端和双层胶层的后端，并且所述单层胶层的前端与所述亲水隔膜的后端之间留有一定的空间。
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