[实用新型]一次性温度补偿型生物传感器

说明书

本实用新型是一次性温度补偿型生物传感器，属生物技术领域。

所说的一次性生物传感器是指不能或不需要重复使用的生物传感器，如印刷酶电极，系采用丝网印刷技术将酶、介体和基体电极印制在塑料基片上而成，能均一、低成本地批量生产，电极用过即扔，使用十分方便。英国公司最先获得专利，能用于体液糖、发酵性糖、醇类、氨基酸类等生化参数的快速测定，不重复使用意味着不能在同一支生物探头上既标定又测定已知有两种标定方式：一种是尽可能提高生产工艺的稳定性，使不同批生产的生物探头具有良好的互换性，生物探头在出厂以前经抽样标定，符合标准响应值视为合格，这种方式在技术上较难保证；另一种是在同批生产的生物探头中抽样标定，根据标定参数选用一固定阻值的电阻，封装成标准探头并随同该批生物探头送至用户，当用户将该标准探头接入生物传感器仪插口时，仪器便将该批生物探头的标定参数输入，每一批生产的生物探头都配有相应阻值的标准探头，由此可避免生物探头批间差异而导致的测定误差。但是，由于酶反应总是受温度影响的，上述的两种方式均不能避免用户测定时环境温度与厂家标定时温度的不同而引起的测定误差，其温差越大，误差越大。

本发明的任务是提供一种一次性温度补偿型生物传感器，使一次性生物探头在不同季节、地域和昼夜的环境温度变化下，不受温度变化的影响，保证测定准确性。

其解决的方案是：生物探头具有一定的温度系数，因此其标定值(指在某指定条件下，生物探头对标准浓度被测物的响应)在不同温度下不同，当确定了温度函数后，选定与生物探头的温度函数具有相应的温度函数的热敏元件(如热敏电阻)，再串联一支阻值固定的普通电阻，构成一支标准探头，目的是使该标准探头在不同的温度下接入生物传感器仪后，其输出对应于生物探头在相同条件下对标准浓度被测物的标定值。每批生物探头都配有这种标准探头，使用时，先用该标准探头标定生物传感器仪，使仪器读入在检测温度下生物探头的标定值，再用生物探头对样品测定，便能解决由于环境温度的变化引起的测定误差。

如前所述，现有一次性生物传感器测定容易受温度变化的影响。与之相比，本实用新型能克服这种影响，保证测定的准确性，因而具有明显的优点。

下面描述本实用新型的实施例：

附图1是本发明的一种一次性生物传感器(生物探头为酶电极)，主机1(长12cm，宽9cm，高1cm)，由显示屏幕2，按键开关3和酶电极4(长3.8cm，宽0.7cm，厚0.2cm)组成。标准电极5由固定电阻6，热敏电阻7，接头9和导电条8组成，将通过接头9与主机1连接。酶电极4由电极10，接头11和导电条12组成，将通过接头11与主机1连接。

附图2是本发明的一种一次性生物传感器仪的检测电路原理图，由整机电源1，射级跟随器2，差动放大器3，功率放大器4，V/F转换器5，MCS51单片机6，液晶显示器7和电极接口8等组成。

酶电极制作：用市售的银导电油墨以丝网印刷的方法印刷在塑料基材(如PVC)表面形成一层导电银条，干燥后在其上印刷一层市售导电碳浆，形成基础电极；干燥后用含有一定比例的葡萄糖氧化酶和介体(如二茂铁及其衍生物、苯醌、铁氰化钾、TTF、TCNQ等，比例为5％-10％)悬液，用滴注或印刷的方法固定于基础电极表面，即可形成活性酶电极。

酶电极的温度补偿方式：用上述方法制作的酶电极的温度函数为：lgI＝a/T+b(I：为酶电极的响应输出电流值(uA)；T：为热力学温度(K)；a，b分别为常数)。以5mmol/L葡萄糖溶液为测试样品，在15摄氏度时，某批酶电极的标定值为10uA/5mM葡萄糖。选用固定电阻A的阻值RI为：19.5千欧，选用热敏电阻B，其15摄氏度时的阻值R2为：5.6千欧，温度函数为：lgR＝a₂/T+b₂，将A和B串联组成标准电极C。C在15摄氏度时的阻值R3为：25.1千欧，输出电流I′＝U/R3＝9.96uA(U为0.25V的恒定电压)。时葡萄糖溶液测定值的计算为：测定值＝酶电极在某温度下对葡萄糖溶液的响应值×5/标定值。以标准电极在不同温度下的输出作为标定值进行补偿，补偿结果见附表1，表中未补偿的结果是以酶电极在15摄氏度时对5mmol/L葡萄糖溶液的响应为标定值计算的。结果显示本仪器能显著减少因温度影响造成的误差。

酶电极仪检测程序：开机——插入标准电极——仪器自动读入标定值——插入酶电极——滴加样品——仪器自动测量显示结果。