[发明专利]一种酶生物电化学传感芯片及其制备方法

权利要求书

1.一种酶生物电化学传感芯片的制备方法，其特征是其工作电极采用适 合大规模量产的丝网印刷技术制备附着在底基绝缘材料(101)上的具有微纳 米多孔导电材料层(102)和导电线路(103)，结合叠加分子吸附层技术将高 分子电介体和生物酶截留在微纳米孔洞之中，制成用作对血液试样中的溶质葡 萄糖、胆固醇、血酮或乳酸分子进行定量检测的酶生物电化学传感芯片的工作 电极；

酶生物电化学传感芯片工作电极的制备步骤为：

(1)制备导电油墨，

(2)准备底基绝缘材料，

(3)丝网印刷，

(4)干燥定型，

(5)高分子电介体和生物酶交替吸附与稳固；

所述底基绝缘材料选用聚酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚碳酸 酯、聚氨酯、聚氯乙烯或它们的混合物的塑料膜或塑料片材；

所述微纳米多孔导电材料层由导电颗粒材料和高分子粘合剂所组成；

所述高分子电介体选用直接将小分子电介体通过化学官能团之间的反应连 接到带正电荷的高分子链之上；或通过选用两种以上的单体进行共聚合；

所述生物酶选用葡萄糖脱氢酶或葡萄糖氧化酶；胆固醇氧化酶或胆固醇脱 氢酶；β-羟(基)丁酸脱氢酶；或乳酸脱氢酶。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所选用的导电颗粒材料是 下列导电颗粒材料中的两种或两种以上的混合物：碳黑粒子、石墨颗粒、金粒 子、铂金粒子、铂金和钯合金粒子、铂金改性的碳黑粒子或铂金改性的石墨颗 粒。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是所选用的高分子粘合剂具有 两方面的功能：其一，是与上述的导电颗粒材料和辅助试剂一起制成油墨，丝 网印刷干燥后形成完整的导电层；其二，高分子粘合剂自身带有特定官能团： -N⁺或-COO^-，致使微纳米孔洞的洞壁带有电荷，实现高分子电介体和生物 酶在微纳米孔洞中的吸附；

选用人工合成或天然的高分子粘合剂；单独使用、两种或两种以上合用； 人工合成的高分子粘合剂为均聚物、二元或多元共聚物；天然的高分子粘合剂 或改性后再使用；

高分子粘合剂选用水溶性的，或溶于有机溶剂的；是线型的聚合物，或交 联的单体或齐聚物在微纳米多孔导电材料层的制备过程中形成的交联型的；但 是干燥之后将不再溶于水或中性水溶液。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征是人工合成的高分子粘合剂选 用乙烯基类聚合物、丙烯酯类聚合物、聚氨酯类聚合物或环氧树脂类聚合物。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是制备导电油墨：首先通过将 高分子粘合剂溶于水、有机溶剂、或水和有机溶剂的混合物中形成高分子粘合 剂的溶液；再将导电颗粒材料均匀分散在高分子粘合剂的溶液中，经充分剪切 混合以形成易于沉积的浆料，即导电油墨。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是准备底基绝缘材料：底基 绝缘材料上预先附着有导电线路；和/或预先附着有反电极或/和参比电极。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是丝网印刷及干燥定型：采 用快速沉积方法，高精度丝网印刷，将导电油墨沉积在底基绝缘材料上；利用 热、光、微波、或它们的共同作用将导电油墨中的挥发成分溶剂除去，形成微 纳米多孔导电材料层。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征是高分子电介体和生物酶交 替吸附与稳固：带正电荷高分子电介体依靠电荷相互作用而吸附在微纳米多孔 导电材料层的孔壁之上，形成带正电荷的高分子电介体吸附层；带负电荷的氧 化还原生物酶依靠电荷相互作用而吸附在所形成的带正电荷的高分子电介体吸 附层之上，形成带负电荷的氧化还原生物酶吸附层；高分子电介体和生物酶的 吸附按需要交替重复进行吸附，以形成多吸附层。