专利名称：一种用于酶注射式葡萄糖生物传感器的三电极装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电化学测量技术，是一种用于检测葡萄糖浓度的三电极装置，具体的说，是一种适用于酶注射式葡萄糖生物传感器的三电极装置。
背景技术：
葡萄糖是微生物发酵过程中常见的反应物和中间产物，发酵过程中对葡萄糖浓度的控制会直接关系到产物产率与质量。目前，一般用葡萄糖酶电极生物传感器来检测葡萄糖浓度。葡萄糖酶电极生物传感器的原理是一个电化学反应过程，在此过程中葡萄糖氧化酶与葡萄糖在反应池中发生电化学反应，生成的电子形成电流，由检测电路通过电极获取电流信号或电压信号，从而实现葡萄糖的检测。·与常见葡萄糖分析方法——斐林(Fehling)定糖法、葡萄糖氧化酶-过氧化物酶-比色法相比，葡萄糖酶电极生物传感器具有专一性强，适于在线，速度快，可连续操作，操作简便，测定结果直观显示并可数据记录储存，环境及人为因素对其影响较小等诸多优点，因此葡萄糖酶电极生物传感器得到广泛的研究与应用。目前，葡萄糖酶电极生物传感器主要有两类一类为固定化酶方式，即将葡萄糖氧化酶固定于电极上；另一类为酶注射方式；大多数研究集中在前者，即酶固定化技术上。相
对于葡萄糖酶电极生物传感器的传统方式-酶固定化方式，酶注射式于1996年，由Kriz
提出，并将其产品化。酶固定化方式和酶注射式葡萄糖酶电极生物传感器的共同点是均采用酶电极电化学反应原理。不同点是(I)酶固定化方式酶需要固定化技术固定于半透膜或电极上，固定化技术复杂；酶的活性受被测液影响，酶膜随反应活度逐渐降低，需要不断校准；酶膜使用前需要泡涨，用时45分钟左右，难以在线使用；一种酶膜的传感器只能检测一种物质；酶膜价格昂贵，国产100元左右一个，进口几百元一个。(2)酶注射式酶以酶液的方式存在，即将酶及添加剂溶于缓冲剂制成，操作简单；酶以“新鲜”的酶液方式存在，与被测液独立，不受外界影响，不需要频繁校准；更换不同酶液，可以检测不同物质，即一个传感器可检测多种物质；单次检测，酶液成本0.01元左右。而根据专利《酶注射式葡萄糖生物传感器》(专利号201010616224. 7)可知酶注射式葡萄糖生物传感器优点很多，越来越受到人们的青睐。三电极装置是葡萄糖生物传感器的重要组成部分，是检测葡萄糖浓度的关键部件，直接影响到葡萄糖生物传感器的灵敏度，精确度等。而对于商品化酶电极葡萄糖生物传感器来说，要么是应用固定化酶技术的两电极装置，要么是应用固定化酶技术的三电极装置，所以需要一种适用于酶注射式葡萄糖生物传感器的三电极装置。发明内容本实用新型提供了一种适用于酶注射式葡萄糖生物传感器的三电极装置，能很好的应用于酶注射式葡萄糖生物传感器，为酶注射式葡萄糖生物传感器的研制成功提供了可倉泛。本实用新型采用如下技术方案用于酶注射式葡萄糖生物传感器的三电极装置，其包括工作电极I、对电极2、参比电极3、缓冲液和酶液入口 4、缓冲液和待测液入口 5、液体出口 6、电极固定体7，具体连接关系为所述工作电极I、对电极2和参比电极3固定于电极固定体7内，共同构成了电化学测量三电极系统；电极固定体7上开有缓冲液和酶液入口 4、缓冲液和待测液入口 5、液体出口 6 ;所述缓冲液和酶液入口 4与酶液定量注射装置和缓冲液瓶连接；所述缓冲液和待测 液入口 5与待测液定量注射装置和缓冲液瓶连接；所述液体出口 6与废液瓶连接；所述工作电极I、对电极2和参比电极3两两之间互成120°角固定于电极固定体7内。所述工作电极I形状为圆柱形或圆环形，由金属材料或导电材料制成；所述的金属材料或导电材料包括钼、金、银、石墨。所述对电极2形状为圆柱形或圆环形，由金属材料或导电材料制成；所述的金属材料或导电材料包括钼、金、银、石墨。所述参比电极3形状为圆柱形或圆环形，由Ag/AgCl构成。电极固定体7形状为圆柱形或方形，由耐高温非金属材料制成；所述耐高温非金属材料包括聚醚醚酮PEEK、聚砜。其也可以用于乳酸或谷氨酸的酶注射式生物传感器。本实用新型的优点是I、适用于酶注射式葡萄糖生物传感器；2、所用材料耐高温，耐腐蚀；3、本实用新型，结构简单、加工方便，易于批量化生产；
图I为本实用新型的结构剖面图。图中1、工作电极，2、对电极，3、参比电极，4、缓冲液和酶液入口，5、缓冲液和待测液入口，6、液体出口，7、电极固定体。
具体实施方式
如图I所示，本实用新型结构为工作电极I、对电极2、参比电极3、缓冲液和酶液入口 4、缓冲液和待测液入口 5、液体出口 6、电极固定体7。所述的电极固定体7中有三个直径为Imm深为2cm的孔，可以用AB胶将工作电极
I、对电极2、参比电极3分别粘在三个孔中，共同构成了用于电化学测量的三电极系统，其中参比电极3的作用是在测量过程中提供一个稳定的电极电位，工作电极与对电极形成电流回路，用于测量反应生成的电流。另外电极固定体7中还有三个直径为2mm深为2cm的孔，分别为缓冲液和酶液入口 4、缓冲液和待测液入口 5、液体出口 6。所述缓冲液和酶液入口 4与酶液定量注射装置和缓冲液瓶连接；所述缓冲液和待测液入口 5与待测液定量注射装置和缓冲液瓶连接；所述液体出口 6与废液瓶连接。其中，工作电极I形状为圆柱形或圆环形，可由金属材料或导电材料(比如钼、金、银、石墨等)制成。对电极2形状为圆柱形或圆环形，可由金属材料或导电材料(比如钼、金、银、石墨等)制成。参比电极3形状为圆柱形或圆环形，可由Ag/AgCl构成。电极固定体7形状为圆柱形或方形，可由耐高温非金属材料(比如聚醚醚酮 (PEEK)、聚砜等)制成。所述工作电极I、对电极2和参比电极3两两之间互成120°角固定于电极固定体7内。上述装置的工作过程如下在泵系统的作用下，葡萄糖待测液定量注射装置将一定量的葡萄糖待测液通过缓冲液和待测液入口 5送入酶注射式葡萄糖生物传感器反应池内，然后，酶液定量注射装置通过酶液和缓冲液入口 4将定量的酶注射式葡萄糖生物传感器反应池内，在工作电极I、对电极2、参比电极3组成的三电极体系作用下，葡萄糖与葡萄糖氧化酶发生酶促反应，产生与葡萄糖浓度成比例的微弱电流信号，此电流信号由信号调理电路与数据采集电路进行处理、采集。
权利要求1.用于酶注射式葡萄糖生物传感器的三电极装置，其特征在于其包括工作电极(I)、对电极(2 )、参比电极(3 )、缓冲液和酶液入口( 4)、缓冲液和待测液入口( 5 )、液体出口(6)、电极固定体(7)；所述工作电极(I)、对电极(2 )和参比电极(3 )固定于电极固定体(7 )内，共同构成了电化学测量三电极系统；电极固定体(7)上开有缓冲液和酶液入口(4)、缓冲液和待测液入口(5)、液体出口(6);所述缓冲液和酶液入口(4)与酶液定量注射装置和缓冲液瓶连接；所述缓冲液和待测液入口(5)与待测液定量注射装置和缓冲液瓶连接；所述液体出口(6)与废液瓶连接。
2.根据权利要求I所述的用于酶注射式葡萄糖生物传感器的三电极装置，其特征在于所述工作电极(I)、对电极(2)和参比电极(3)两两之间互成120°角固定于电极固定体(7)内。
专利摘要用于酶注射式葡萄糖生物传感器的三电极装置，属于电化学测量技术。工作电极、对电极和参比电极固定于电极固定体内，共同构成了电化学测量三电极系统；电极固定体上开有缓冲液和酶液入口、缓冲液和待测液入口、液体出口；所述缓冲液和酶液入口与酶液定量注射装置和缓冲液瓶连接；所述缓冲液和待测液入口与待测液定量注射装置和缓冲液瓶连接；所述液体出口与废液瓶连接；本实用新型适用于酶注射式葡萄糖生物传感器；所用材料耐高温，耐腐蚀；结构简单、加工方便，易于批量化生产。
文档编号G01N27/30GK202631476SQ20122007199
公开日2012年12月26日 申请日期2012年2月29日 优先权日2012年2月29日
发明者高学金, 刘广生, 耿凌霄, 程丽, 薛吉星, 王普 申请人:北京工业大学
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