一种用于维生素检测的导电油墨
阅读说明：本技术 一种用于维生素检测的导电油墨 (Conductive ink for vitamin detection ) 是由 陈俊豪 余嘉琪 何流 唐涛 于 2020-12-22 设计创作，主要内容包括：本发明属于油墨印刷技术领域,具体涉及一种用于维生素检测的导电油墨,所述导电油墨按照重量百分比包括：树脂10％-30％、导电浆液12％-28％、溶剂50％-70％、增稠剂0.5％-1％和消泡剂1％-5％；所述导电浆液中含有导电颗粒,且导电颗粒的重量占导电浆液总重量的92％-98％；所述导电油墨的制备方法包括：原料预处理、制备导电浆液和混匀成品。克服了现有技术的不足,对导电油墨的配方进行改进,制备出对某一种及多种维生素有电化学响应的导电油墨,并结合丝网印刷技术,印刷出试纸电极。(The invention belongs to the technical field of printing ink printing, and particularly relates to conductive printing ink for vitamin detection, which comprises the following components in percentage by weight: 10-30% of resin, 12-28% of conductive slurry, 50-70% of solvent, 0.5-1% of thickening agent and 1-5% of defoaming agent; the conductive slurry contains conductive particles, and the weight of the conductive particles accounts for 92% -98% of the total weight of the conductive slurry; the preparation method of the conductive ink comprises the following steps: pretreating raw materials, preparing conductive slurry and uniformly mixing to obtain a finished product. The method overcomes the defects of the prior art, improves the formula of the conductive ink, prepares the conductive ink which has electrochemical response to one or more vitamins, and prints the test paper electrode by combining with the silk screen printing technology.)
技术领域
本发明属于油墨印刷技术领域，具体涉及一种用于维生素检测的导电油墨。
背景技术
维生素在人体的生理活动中具有重要的作用。维生素在体内的缺乏和过量，都会导致一些问题的出现。如，维生素A的缺乏，可能与适用性免疫的严重缺陷有关；而通过维生素A的补充，可以降低与麻疹，腹泻和其他疾病相关的死亡率；维生素B1的缺乏，会有虚弱、全身乏力及胃肠道症状的出现；维生素B9的缺乏，可能会导致巨幼细胞性贫血，周围神经病变，脊髓病变，代谢异常等症状的出现。
目前的维生素检测手段有：高效液相色谱法、串联质谱法、化学发光法、电化学法等方法，其中电化学法具有检测灵敏，响应速度快，无需复杂的样品预处理过程的特点。
电化学方法检测维生素的原理是：维生素是一类能发生氧化还原反应的物质。在一定条件下，维生素在电极表面上发生了氧化还原反应，氧化还原反应过程中转移的电子被电极所侦测到，因而在电极上产生相应地响应电流。依据法拉第电解定律，在电极表面发生化学变化的物质的量越大，电极通入的电量就越大。在电化学方法检测维生素中，表现为，在电极表面发生氧化还原反应的维生素越多，电极上的响应电流就越大。因此建立起样品中的维生素浓度与电极上的响应电流之间的关系。
现有维生素电化学检测技术是基于传统的玻碳电极来实现对维生素的检测的。由于玻碳电极不是一次性电极，在每次使用前必需要对电极表面进行更新。现有电极表面更新的方法是机械研磨法，即按氧化铝颗粒的细度梯度，从粗到细，将电极表面研磨至镜面。该过程费时、费力。并且由于电极研磨的好坏直接关系到检测结果的准确性，因此该方法对操作人员也有较高的要求。
丝网印刷电极是一种在工业上可以大规模生产的电极。印刷出来的电极质量具有高度的均一性。由于排除了操作者的影响，这种方法生产出来的电极很适合用于一些检测要求较高的物质的检测。血糖试纸即是这种方法使用的一个实例。
虽然丝网印刷电极具有这样的好处，但是由于一些技术限制，迄今为止，尚无使用丝网印刷电极实现对样品中维生素含量进行检测的报道和实例。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于维生素检测的导电油墨，克服了现有技术的不足，对导电油墨的配方进行改进，制备出对某一种及多种维生素有电化学响应的导电油墨，并结合丝网印刷技术，印刷出试纸电极。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种用于维生素检测的导电油墨，所述导电油墨按照重量百分比包括：树脂10％-30％、导电浆液12％-28％、溶剂50％-70％、增稠剂0.5％-1％和消泡剂1％-5％；
所述导电浆液中含有导电颗粒，且导电颗粒的重量占导电浆液总重量的92％-98％。
进一步，所述树脂选自甲基苯基硅树脂、环氧树脂、羧甲基纤维素中的一种或者多种的组合。
进一步，所述导电颗粒选自石墨、碳粉、石墨烯、碳纳米管、富勒烯、功能化石墨烯、功能化碳纳米管、金粉、铋粉、硝酸铋、铂粉中的一种或者多种的组合。
进一步，所述溶剂选自聚丁二烯二醇、乙二醇单乙醚、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺、丙二醇、纯化水、聚乙烯吡咯烷酮、DMF、环己酮中的一种或者多种的组合。
进一步，所述消泡剂选自吐温-20、曲拉通-100或十二烷基硫酸钠中的一种。
进一步，所述增稠剂选自丙三醇或油酸、松油醇、甲基纤维素中至少一种。
本发明还保护了一种用于维生素检测的导电油墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述配方百分比分别称取原料，将导电颗粒进行研磨，过400目筛，备用；
(2)将过筛后的导电颗粒置于400-700℃的马弗炉中，烧结30-100min，取出后自然冷却，得到烧结的颗粒；
(3)将烧结的颗粒加入到乙醇溶液中，超声波混匀后，将混合的悬浮液置于旋转蒸发器中，蒸发乙醇溶液至粘稠浆液，得到导电浆液；
(4)向导电浆液中加入树脂、溶剂、消泡剂和增稠剂，混匀后得到所述导电油墨。
本发明最后保护了一种用于维生素检测的导电油墨的应用，用于检测一种或多种维生素的试纸电极的印刷。
本发明与现有技术相比较，具有以下有益效果：
1、本发明通过采用复合碳材料及相关金属材料的有机结合，制备出对某一种及多种维生素有电化学响应的导电油墨，并结合丝网印刷技术，印刷出试纸电极。
2、本发明的工艺简单、重复的难度低，配合成熟的丝网印刷技术，可以方便地大批量制备出高度均一的工作电极，解决现有电化学检测手段中使用的玻碳电极需打磨的问题。
附图说明
图1为利用实施例1制备的导电油墨检测维生素C的线性关系图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例公开了一种用于维生素检测的导电油墨，导电油墨按照重量百分比包括：树脂10％、导电浆液28％、溶剂60％、增稠剂0.5％和消泡剂1.5％；导电浆液中含有导电颗粒，且导电颗粒的重量占导电浆液总重量的92％。
其中：树脂选自甲基苯基硅树脂、环氧树脂、羧甲基纤维素中的一种或者多种的组合；导电颗粒选自石墨、碳粉、石墨烯、碳纳米管、富勒烯、功能化石墨烯、功能化碳纳米管、金粉、铋粉、硝酸铋、铂粉中的一种或者多种的组合；溶剂选自聚丁二烯二醇、乙二醇单乙醚、乙醇、异丙醇、二甲基甲酰胺、丙二醇、纯化水、聚乙烯吡咯烷酮、DMF、环己酮中的一种或者多种的组合；消泡剂选自吐温-20、曲拉通-100或十二烷基硫酸钠中的一种或多种的组合；增稠剂选自丙三醇或油酸、松油醇、甲基纤维素中至少一种。
本实施例公开了一种一种用于维生素检测的导电油墨的制备方法，包括以下步骤：
(1)按照上述配方百分比分别称取原料，将导电颗粒进行研磨，过400目筛，备用；
(2)将过筛后的导电颗粒置于400-700℃的马弗炉中，烧结30-100min，取出后自然冷却，得到烧结的颗粒；
(3)将烧结的颗粒加入到乙醇溶液中，超声波混匀后，将混合的悬浮液置于旋转蒸发器中，蒸发乙醇溶液至粘稠浆液，得到导电浆液；
(4)向导电浆液中加入树脂、溶剂、消泡剂和增稠剂，混匀后得到所述导电油墨。
实施例2
本实施例的配比和制备方法与实施例1基本一致，唯有区别的是：导电油墨按照重量百分比包括：树脂20％、导电浆液20％、溶剂56％、增稠剂1％和消泡剂3％；导电浆液中含有树脂，且树脂的重量占导电浆液总重量的95％。
实施例3
本实施例的配比和制备方法与实施例1基本一致，唯有区别的是：导电油墨按照重量百分比包括：树脂30％、导电浆液12％、溶剂52％、增稠剂1％和消泡剂5％；导电浆液中含有树脂，且树脂的重量占导电浆液总重量的98％。
维生素的检测方法
(1)利用上述实施例所说的制备方法制备的导电油墨印刷工作电极。
(2)取50μL待检液，加入100μL相应地维生素B1释放剂，混匀后取50μL混合液滴在由上述导电油墨印刷而成的工作电极上；
(3)将试纸电极插入相应地维生素检测仪，依次用微量移液器准确移取维生素C标准溶液V1mL、V2mL、V3mL、V4mL、V5mL、V6mL、V7mL，分别加入混合液中。通过维生素检测仪依次测得相应峰电流为iP1、iP2、iP3、iP4、iP5、iP6、iP7，通过计算每次维生素C标准液加入后改变的混合液浓度，得到c1、c2、c3、c4、c5、c6、c7七个与峰电流对应的浓度值。将峰电流值iP与对应的浓度值c进行最小线性拟合，得到线性关系为：iP＝k*c+b。其中k是线性系数，b是截距。因此通过计算出b，即可得到血样中的维生素C的浓度值；血样中的维生素C的浓度值等于3b。(图1为利用实施例1制备的导电油墨按照上述方法得到的维生素C检测的线性关系图。)
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
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