[发明专利]一种基于水性丝网印刷技术的酶电极用酶油墨及其制备方法

说明书

本发明属于生物传感器技术领域，涉及一种基于水性丝网印刷技术的酶电极用酶油墨，该酶油墨包含以下重量百分比的组分：成膜剂1%~2%、增稠剂1.5%~17%、缓冲液55%~78%、酶稳定剂0.5%~1.5%、电子媒介体15%~30%、生物酶1.5%~3%、消泡剂0.5%~1.5%；所述成膜剂包括以下重量百分比的组分：聚乙烯醇7%~15%、水84.5%~92.5%、消泡剂0.5%~1.5%。该酶油墨能利用丝网印刷机直接印在基础电极上，减少了点酶机或涂布机的设备投入，生产成本低、重现性好、灵敏度高。

技术领域

本发明属于生物传感器技术领域，涉及一种基于水性丝网印刷技术的酶电极用酶油墨及其制备方法。

背景技术

酶电极是最常用也是最早开发的生物传感器。酶电极是指电极敏感膜表面覆盖有一层很薄的含酶凝胶或悬浮液的离子选择电极，克服了游离酶的不稳定性，且能重复使用降低成本。酶是一类具有催化功能的活性物质，和化学催化剂相比，具有反应速度快、选择性好、反应条件温和、底物专一性强、可在水溶液和中性pH下操作等优点，同时酶本身可以被微生物降解，符合绿色化学的要求。但是游离酶也有对外界因素非常敏感容易失活、不易分离和纯化等问题。为了克服这些缺点，酶固定化技术应运而生。

酶的固定化是决定酶电极特性的关键技术。它既要保持活性物质酶本身的特性，又要避免游离酶应用上的缺陷。目前将酶固定于电极的方法有交联法、吸附法、包埋法、共价键合法、层层自组装技术。随着高精密度丝网印刷机在生物传感技术领域的推广和应用，酶电极基础电极的制备已能规模化生产，而且重现性好、灵敏度高。但是由于生物材料酶的特殊性，生物酶的丝网印刷还只能停留在实验室和中试阶段。这样导致生产厂家不得不在基础电极丝网印刷完成后，利用点酶或涂布技术将生物酶溶液点到或涂布到电极的表面。这样就需要额外添加点酶机或涂布机，使得生产成本增加，制作工艺复杂，而且产量低、重复性差，很难做到大规模连续化生产。如授权公告号为CN107238645B的发明专利公开了一种在线监测用葡萄糖氧化酶丝网印刷电极及其制备方法，也是将配置好的生物酶悬浮液滴加于丝网印刷电极片上成固定化酶层。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于水性丝网印刷技术的酶电极用酶油墨及其制备方法，该酶油墨能利用丝网印刷机直接印在基础电极上，减少了点酶机或涂布机的设备投入，生产成本低、重现性好、灵敏度高。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供一种基于水性丝网印刷技术的酶电极用酶油墨，包含以下重量百分比的组分：成膜剂1%~2%、增稠剂1.5%~17%、缓冲液55%~78%、酶稳定剂0.5%~1.5%、电子媒介体15%~30%、生物酶1.5%~3%、消泡剂0.5%~1.5%；所述成膜剂包括以下重量百分比的组分：聚乙烯醇7%~15%、水84.5%~92.5%、消泡剂0.5%~1.5%；所述消泡剂选自SF-104E、BYK-066或道康宁163中的一种或多种；所述增稠剂选自羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、明胶或水溶性纳米二氧化硅中的一种或多种；所述缓冲液包括以下重量百分比的组分：缓冲体系1%~2%、水98%~99%；所述酶稳定剂选自海藻糖、柠檬酸三钠或谷氨酸钠中的一种或多种；所述电子导电介体选自铁氰化钾或二茂铁甲酸。

优选地，所述成膜剂的制备方法包括以下步骤：取80-90℃的水搅拌下加入聚乙烯醇，保持恒温，待完全溶解后加入消泡剂，搅拌均匀。

优选地，所述成膜剂的旋转粘度为1300-6500mps，固含量为7%-15%。

优选地，所述缓冲液的pH值为5.5-6.8。

优选地，所述缓冲体系选自tris盐酸缓冲体系、磷酸盐缓冲体系、柠檬酸盐缓冲体系、琥珀酸盐缓冲体系、丁二酸盐缓冲体系或乙酸盐缓冲体系中的一种或多种。