[发明专利]一种抗干扰电化学传感器及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测定液体样品中目标分析物浓度的电化学传感器。

背景技术

电化学传感器被应用于液体样品中目标分析物浓度的测定，其中基于酶生物分子的电化学生物传感器是应用最为广泛的电化学传感器之一，已商品化的血糖、血酮、血脂和血肌酐电化学传感器都属于该类传感器。该类传感器通常是将酶生物分子固定在工作电极上，通过检测目标分析物的酶催化氧化或还原电流而实现对目标分析物的定量测定。

然而在液体样品中往往含有目标分析物以外的化学物质，如血液样品中的扑热息痛、抗坏血酸、胆红素、多巴胺、龙胆酸、左旋多巴、尿酸等，该类化学物质也会在工作电极上发生氧化或还原反应，影响目标分析物的电流响应，从而影响传感器的测量精度。因此，降低或消除干扰物，提高电化学传感器的抗干扰能力，对提高电化学传感器的测量准确度具有重要意义。

目前，降低或消除干扰物的方法主要有以下几种：(1)在工作电极表面覆盖一层带负电高分子薄膜( 如Nafion)，利用静电排斥原理阻碍各种带负电的干扰物( 如抗坏血酸和尿酸) 到达电极表面；(2) 在工作电极表面修饰一层尺寸选择薄膜，利用薄膜的尺寸选择效应排除部分大分子量的干扰物在工作电极发生电化学反应；(3) 采用具有低氧化还原电位的电子介体，降低施加在工作电极的工作电压，降低干扰物在电极上的电化学反应；(4) 在电化学传感器中增加第二工作电极，将第二工作电极上测得的干扰电流从工作电极的电流信号中扣除，消除干扰。尽管上述这些方法在电化学传感器的干扰消除上具有一定的作用，但存在单一方法只能消除部分干扰物、电极加工工艺复杂等缺点。因此，发展新的具有广泛抗干扰能力的电化学传感器具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的抗干扰电化学传感器及其测试方法。

为实现上述目的，本发明所采取的技术手段是：本发明抗干扰电化学传感器包括电极基板和绝缘基板，所述电极基板上设有工作电极和参考电极，所述绝缘基板上开设有样品孔，并且，还包括绝缘盖板，生物化学试剂涂敷在所述绝缘盖板上。

进一步地，本发明所述绝缘盖板与绝缘基板活动连接，使得绝缘盖板活动后，生物化学试剂能够与待测样品液接触。

进一步地，本发明所述电极基板上还设有辅助电极。

进一步地，本发明所述样品孔内填充有亲水膜。

进一步地，本发明所述生物化学试剂为葡萄糖氧化酶、变旋酶、葡萄糖脱氢酶、乳酸氧化酶、尿酸氧化酶、胆固醇氧化酶、磷脂酶、氨基酸酶、辣根过氧化物酶、β-羟丁酸脱氢酶等酶中的任一种或几种。

使用本发明抗干扰电化学传感器对待测样品液进行测试的方法包括：记录工作电极上的电流信号；待工作电极上的电流信号稳定后，使绝缘盖板上的生物化学试剂与样品孔内的待测样品液接触并发生化学反应，记录反应产物在工作电极上的电流信号，对该电流信号进行积分，得到反应产物的电荷量，并利用反应产物的电荷量计算得到待测样品液中目标分析物的浓度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

（1）本发明将生物化学试剂涂敷在绝缘盖板上，而不是按现有技术的方法涂敷在工作电极上。本发明由此先使待测样品液中的干扰物在工作电极上被消耗，然后再将绝缘盖板上的生物化学试剂与待测样品液接触，使生物化学试剂与待测样品液中的目标分析物发生化学反应并生成反应产物，反应产物再在工作电极上发生电化学反应，从而在时间上将干扰物与反应产物的电化学电流信号分开，实现抗干扰的目的。

（2）由于本发明将生物化学试剂涂敷在绝缘盖板而非工作电极上，因而在生物化学试剂与待测样品液接触前只有干扰物在工作电极上发生电化学反应直至完全消耗，无需额外的聚合物涂层，无需添加具有低氧化还原电位的电子介体，无需增加第二工作电极，因而具有干扰物基本完全消除、成本低、电极结构简洁等优点。

（3）由于本发明中的干扰物与反应产物的电化学电流信号分开，获得的反应产物的电荷量与目标分析物之间具有很好的线性关系，因此本发明传感器的测量准确度得到大大的提高。

附图说明

图1为本发明抗干扰电化学传感器的一种实施方式的结构示意图；

图2为本发明测试过程中电流信号与积分电荷量曲线；

图3为本发明测得的葡萄糖浓度与电荷量的线性关系曲线。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作详细的说明。