[发明专利]一种生物传感器及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物检测仪器领域，具体涉及一种生物传感器及其制备方法和应用。

背景技术

生物传感器(biosensor)，是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件（包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质）、适当的理化换能器（如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等）及信号放大装置构成的分析工具或系统。

电化学生物传感器已经被广泛应用于体外诊断领域，这些仪器系统能检测体液中的生理物质，方便医生对病人状况分析和诊断，也有一些仪器系统应用到家庭使用，方便病人的自我监控，这些生理指标包括血糖、胆固醇、尿酸、甘油三酸酯、乳酸、酮体、酶类等。目前生物传感器已经被广泛应用于临床检测中，其中最普及的例子是便携式血糖测试系统。

红细胞比容（Hematocrit），又称红细胞压积（Hct），是指一定量的抗凝全血经离心沉淀后，测得下沉的红细胞占全血的容积比，是一种间接反映红细胞数量大小及体积的简单方法。红细胞比容正常参考值如下：男 0.40～0.50；女 0.35～0.45。临床上，由于不同的生理、病理状态，红细胞比容会增高或降低。如妊娠、贫血、或治疗，红细胞比容会降低，某些极端情况甚至会低于20%；新生儿的红细胞压积会比较高，通常会到50%~65%，有些红细胞增多症的患儿甚至会到70%。

比较常用的检测体液为血液和尿液，对于血液，由于个人的性别、生理状态、病理状态不同，红细胞比容可能会有比较大的差别，因此红细胞比容是影响电化学生物传感器检测准确度的一个重要原因。

目前电化学生物传感器解决红细胞比容影响的方法主要有，在反映区上加一层多孔网膜，或者在试剂体系里加入能形成网架结构的多聚物，把红细胞过滤掉，避免它们进入反应区域干扰反应。如：公开日为1999年09月14日、专利公开号为US5951836(A)的美国专利（Disposable glucose test strip and method and compositions for making same），通过在试剂中加入二氧化硅，干燥后形成亲水和疏水的二维网状结构，阻止红细胞通过该网状结构进入电极，从而降低测试对红细胞比容的敏感性。又如：公开日为2008年06月26日、公开号为US2008/0149480A1的美国专利（Gel formation to reduce hematocrit sensitivity in electrichemical test），通过试剂中加入凝胶基质，能够过滤红细胞，阻止或减少一部分红细胞进入接触电极，从而减少电化学生物传感器测试对红细胞比容的敏感性。又如：公开日为2009年12月03日，公开号为US20090294302A1的美国专利（Use of Alginate to Reduce Hematocrit Bias in Biosensors），通过试剂中加入海藻酸盐多聚物，减少红细胞的迁移，阻止或减少一部分红细胞进入接触电极，从而减少电化学生物传感器测试对红细胞比容的敏感性。又如：公开日为2009年3月10日、公开号为US7501053(B2)的美国专利（Biosensor having improved hematocrit and oxygen biases），提到通过膜技术，把红细胞过滤掉，从而降低电化学生物传感器测试对红细胞比容的敏感性。

但是上述这些专利文献报道的方法并没有彻底解决红细胞比容敏感性的问题，这些技术手段仍然会有一些红细胞会穿过膜的微孔或者多聚物的网架结构，进入反应区并接触电极，从而干扰反应和测试；更有一些人员或样本，红细胞的尺寸比较小，更加容易穿过膜的微孔或者多聚物的网架结构，极大的影响了测试结果。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题和缺陷，本发明旨在提供一种生物传感器，从降低红细胞比容敏感性出发，以期能够改善红细胞比容敏感性的问题，从而提高测试结果的准确性，最大程度降低红细胞对测试结果的干扰。

为实现本发明的目的，发明人提供如下的技术方案：

本发明首先提供了第一种生物传感器，其组成包括绝缘基材层，附着在绝缘基材层上的电极系统，所述的电极系统至少包括一条工作电极和一条对电极，覆盖在电极系统上面的试剂层，所述的试剂层应至少覆盖一个工作电极，以及位于电极系统和试剂层上面的反应室，所述的反应室由空间层和覆盖层组成，且反应室具有透气孔，其中：所述的试剂层的组分含有红细胞凝集剂。