一种尿酸生物传感器的检测配方
阅读说明：本技术 一种尿酸生物传感器的检测配方 (Detection formula of uric acid biosensor ) 是由 梁明龙 伍寿胜 刘勤 李中 于 2020-06-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了尿酸生物传感器的检测配方,所述配方包括磷酸盐、羧甲基纤维素、海藻糖、铁氰化钾、甘油、聚乙二醇200和非反应活性组分；在该配方中,磷酸的浓度为0.01%～10%W/V；羧甲基纤维素的浓度为0.01%～10%W/V；海藻糖的浓度为0.01%～10%W/V；铁氰化钾的浓度为0.01%～20%W/V；甘油的浓度为0.5%～10%W/V；聚乙二醇200的浓度为1%～8%W/V；非反应活性组分的浓度为0.1%～70%W/V。本检测配方可以使尿酸生物传感器反应层变得疏松,从而使样品中的尿酸能够更好地渗透进入反应层,增加反应速度,从而提高检测的灵敏度,检测结果的线性也得到了显著提高。(The invention discloses a detection formula of a uric acid biosensor, which comprises phosphate, carboxymethyl cellulose, trehalose, potassium ferricyanide, glycerol, polyethylene glycol 200 and non-reactive active components; in the formula, the concentration of the phosphoric acid is 0.01-10% W/V; the concentration of the carboxymethyl cellulose is 0.01 to 10 percent W/V; the concentration of the trehalose is 0.01-10% W/V; the concentration of the potassium ferricyanide is 0.01-20% W/V; the concentration of the glycerol is 0.5 to 10 percent W/V; the concentration of the polyethylene glycol 200 is 1-8% W/V; the concentration of the non-reactive component is 0.1-70% W/V. The detection formula can loosen the reaction layer of the uric acid biosensor, so that uric acid in a sample can better permeate into the reaction layer, the reaction speed is increased, the detection sensitivity is improved, and the linearity of a detection result is obviously improved.)
技术领域
本发明涉及生物传感器技术领域，尤其涉及一种尿酸生物传感器的检测配方。
背景技术
尿酸是人体内嘌呤代谢的最终产物，在人体中无生理功能。人体内嘌呤的主要来源有饮食、核蛋白分解及从头合成三种途径。正常情况下，主要由肾脏***，其余经肠道、皮肤、头发等排出体外。由于现代人的生活紧张，不规律，三餐饮食不正常且缺乏足够的休息及适当的运动，进而可以看到许多人因过度疲劳、暴食或饮酒时会容易引起痛风。痛风发作有可能是尿酸过高，因此，准确的检测尿酸水平，对预防痛风的发作是很有必要的。
目前，检验血液、尿液尿酸的方法主要有高效液相色谱法、电化学法、光化学比色法、化学发光法。在这些方法中，直接电化学法具有快速、简便、灵敏度较高等优点，主要基于探测生物识别或化学反应的电活性物质，通过固定工作电极的电位给电活性的电子转移反应提供驱动力，探测电流随时间的变化，该电流直接测量电子转移的速度，反映了生物分子识别的速度，及电流正比于被检测物质的浓度。
尿酸生物传感器是一种利用电子介体及反应系统分析尿酸浓度的电流型电化学生物传感器。该生物传感器包含：一电绝缘性的基板、一导样槽、一工作电极、一参考电极,一反应区，反应区上涂布有反应层，可以利用导样槽的虹吸作用将人体体液导入反应层内，与置放于所述的反应层内的介体等作用，从而进行待测物的检测。该尿酸生物传感器有高的灵敏度及宽的线性范围，因此能快速的检测生物液体比如血液、尿液中尿酸浓度。它的高敏感性使尿酸分析可以应用较低的工作电压，避免一些干扰物质造成错误的分析结果。
由于人体血液、尿液中尿酸含量很低，现有技术尿酸生物传感器测试灵敏度仍然不够高，从而导致测试重现性差，检测结果不够精确。
发明内容
鉴于此，本发明针对现有技术的不足，提供一种尿酸生物传感器的检测配方，这种配方试剂配制简单，尿酸生物传感器反应层涂布本发明配方配制的试剂，能提高血液、尿液中低浓度尿酸测试灵敏度。
实现本发明目的的技术方案是：
一种尿酸生物传感器的检测配方，所述配方包括磷酸盐、羧甲基纤维素、海藻糖、铁***、甘油、聚乙二醇200和非反应活性组分；
在该配方中，磷酸盐的浓度为0.01%～10% W/V （质量浓度比）；
羧甲基纤维素的浓度为0.01%～10% W/V；
海藻糖的浓度为0.01%～10% W/V；
铁***的浓度为0.01%～20% W/V；
甘油的浓度为0.5%～10% W/V；
聚乙二醇200的浓度为 1%～8% W/V；
非反应活性组分的浓度为0.1%～70% W/V。
优选地，磷酸盐的浓度为0.1%～5% W/V。
优选地，羧甲基纤维素的浓度为0.1%～5% W/V。
优选地，海藻糖的浓度为0.1%～5% W/V。
优选地，铁***的浓度为0.1%～15% W/V。
优选地，甘油的浓度为1%～5% W/V。
进一步地，所述检测配方的pH范围为5～8，该pH通过添加缓冲液调节。
优选地，所述缓冲液为磷酸盐缓冲液。
进一步地，所述缓冲液的浓度为1%～3% W/V。
甘油和聚乙二醇200具有良好的生物兼容性，无毒、能吸附或滞留在电极表面、且提高反应层的疏松性，增加被检测物质的渗透性，可使被检测物质与反应层快速反应及可提高相应电流密度等诸多优点，增加反应灵敏度，提高检测结果线性。
与现有技术相比，本发明提供的尿酸生物传感器中的检测配方具有以下优点和显著的进步：
在生物传感器配方中加入甘油和聚乙二醇200可以使尿酸生物传感器反应层变得疏松，从而使样品中的尿酸能够更好地渗透进入反应层，增加反应速度，从而提高检测的灵敏度，检测结果的线性也得到了显著提高。
附图说明
图1为实施例中尿酸浓度与电流的线性关系图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面对本发明实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，在描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，不代表全部。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获的其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明提供一种尿酸生物传感器的检测配方，所述配方包括磷酸盐、羧甲基纤维素、海藻糖、铁***、甘油、聚乙二醇200和非反应活性组分；
在该配方中，磷酸盐的浓度为0.01%～10% W/V；
羧甲基纤维素的浓度为0.01%～10% W/V；
海藻糖的浓度为0.01%～10% W/V；
铁***的浓度为0.01%～20% W/V；
甘油的浓度为0.5%-10% W/V；
聚乙二醇200的浓度为1%-8% W/V；
非反应活性组分的浓度为0.1%～70% W/V。
上述所述的任一组成成分的浓度不是该成分本身溶液的浓度，而是与其他成分混合构成配方后，在配方中的浓度，或者可以理解为该配方包括溶剂，各组成成分溶于溶剂后的浓度。
优选地，在实际操作中，当使用磷酸盐时，可以是磷酸钠也可以是磷酸钾等其他盐类。在一些实施例中，所述磷酸盐的浓度范围为1%～3% W/V。
在一些实施例中，优选的羧甲基纤维素的浓度为0.1%～5% W/V。
在一些实施例中，优选的海藻糖的浓度为0.1%～5% W/V。
在一些实施例中，优选的铁***的浓度为0.1%～15% W/V。
在一些实施例中，优选的甘油的浓度为1%～5% W/V。
该配方的pH优选范围为5～8，以保证磷酸和磷酸盐的最佳效果，对铁***被还原达到最好的抑制效果。可以通过添加缓冲液的方式实现，pH缓冲液可以是任何可将测试溶液pH调节为5～8范围的物质，优选为磷酸盐缓冲液。
非反应活性组分包括但不限于羧甲基纤维素钠、羟乙基纤维、牛血清白蛋白、明胶、***树胶等物质，在一些实施例中，非反应活性组分的浓度范围为20%-50%。
实验说明：
a.实施例1：以只加入4% W/V聚乙二醇200物质的配方作为改进配方，其余成分由缓冲液、羧甲基纤维素、海藻糖、铁***、非反应活性组分组成，将本配方作为反应配方，印刷在电极板上，制作改进生物传感器。
b.实施例2：以只加入3% W/V甘油物质的配方作为改进配方，其余成分由缓冲液、羧甲基纤维素、海藻糖、铁***、非反应活性组分组成，将本配方作为反应配方，印刷在电极板上，制作改进生物传感器。
c.实施例3：以加入5% W/V聚乙二醇200和2% W/V甘油这两种物质的配方作为改进配方，其余成分由缓冲液、羧甲基纤维素、海藻糖、铁***、非反应活性组分组成，将本配方作为反应配方，印刷在电极板上，制作改进生物传感器。
这里对聚乙二醇200和甘油加入的顺序不做限定。
d.比较例1：以未加入聚乙二醇200和甘油这两种物质的配方作为对照配方，由缓冲液代替，其余成分羧甲基纤维素、海藻糖、铁***、非反应活性组分组成，将本配方作为反应配方，印刷在电极板上，制作对照生物传感器。
本实施例举例说明尿酸浓度与电流线性关系，以及使用实施例1、实施例2、实施例3制备的尿酸生物传感器构建定标曲线方法。
采集新鲜静脉血液、尿液，调整红细胞压积比为40%，配制尿酸浓度分别为180µmol/L，375µmol/L，500µmol/L，650µmol/L，900µmol/L血样。将实施例1、实施例2、实施例3制备的尿酸生物传感器，置于配套测试仪中并在工作电极和参考电极两端施加300mV工作电压；取血液、尿液，加到采样口，血液、尿液通过导样槽的虹吸作用自动吸取样品，进入反应区与反应膜中的试剂反应形成电流，在电化学生物传感器检测系统上可快速检测出与尿酸浓度相对应电流，尿酸浓度与电流的线性关系见图1。用上述方法定标后，将得到的线性曲线输入到配套测试仪的存储设备中，未知样品的尿酸浓度可以直接从配套测试仪中读出。
本比较例举例说明尿酸浓度与电流线性关系，以及使用比较例1制备的尿酸生物传感器构建定标曲线方法。构建定标曲线的方法，除了使用的定标生物传感器是比较例1制备的尿酸生物传感器外，其它与实施例2相同。尿酸浓度与电流的线性关系见图1。
从图1可以看出，用实施例1、实施例2、实施例3制作的尿酸生物传感器定标所得曲线的斜率均比用比较例1制作的尿酸生物传感器定标所得曲线的斜率大，其中实施例3所得的斜率最大。由此说明，加入聚乙二醇200和甘油的反应配方线性提高，检测灵敏度也提高了。
本实施例举例说明用实施例3制作的尿酸生物传感器及已输入实施例3方法定标后得到的线性曲线的配套测试仪，以及用比较例1制作的尿酸生物传感器及已输入比较例1方法定标后得到的线性曲线的配套测试仪测试血样的精密度。
采集新鲜静脉血液、尿液，血液需调整红细胞压积比为40%，配制尿酸浓度分别为275µmol/L，450µmol/L，750µmol/L血样。将实施例3制备的尿酸生物传感器，置于配套测试仪中并在工作电极和参考电极两端施加300mV工作电压；取血液、尿液，加到采样口，血液、尿液通过虹吸导样槽自动吸取约2µL样品,进入反应区与反应膜中试剂反应形成电流，在电化学生物传感器检测系统上可快速检测出与尿酸浓度相对应电流，记录仪器显示结果。每个血样测试20次，计算CV值。同理，将用比较例1制备的尿酸生物传感器，置于配套测试仪中并在工作电极和参考电极两端施加300mV工作电压；取血液、尿液，加到采样口，血液、尿液通过虹吸导样槽自动吸取约2µL样品,进入反应区与反应膜中试剂反应形成电流，在电化学生物传感器检测系统上可快速检测出与尿酸浓度相对应电流，记录仪器显示结果。每个血样测试20次，计算CV值。实施例3与比较例1制作的尿酸生物传感器及配套测试仪测量不同血样的CV见表1。
表1，实施例3与比较例的尿酸生物传感器及配套测试仪测量不同血样的CV值
从表1中数据可以看出，用实施例3制作的尿酸生物传感器及比较例1构建的定标曲线，测定配制的不同尿酸浓度血样，两种方法制作的尿酸生物传感器测试同一血样，实施例3中甘油和聚乙二醇200的生物传感器测试变异系数均比比较例1中不含甘油和聚乙二醇200的生物传感器测试变异系数小，实施例3制作的生物传感器变异系数为1.95%～3.05%，比较例1制作的生物传感器变异系数为4.12%～5.82%。由此可知，本发明实施例3中甘油和聚乙二醇200的生物传感器具有很高的精准度。
由以上可知，本发明的尿酸生物传感器在反应液中加入了甘油和聚乙二醇200，大大的提高了检测灵敏度，从而本发明的检测尿酸的生物传感器能快速、简便地检测低浓度的尿酸含量，灵敏度高、准确、可靠。