CN1139757A - 一种传感器及其制备方法和利用其进行的测定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于测定液体中被氧化酶氧化的物质的含量的传感器，在这种传感器中，一个试剂层形成在由一个测定电极和一个反电极组成的电极系统上，所述测定电极和反电极形成在一个绝缘基底上，所述试剂层由一个含有亲水性聚合物的亲水性聚合物层和一个含有氧化酶和电子载体的反应层组成，并且所述试剂层还包括一种磷酸盐。

Description

一种传感器及其制备方法 和利用其进行的测定方法
本发明涉及一种可精确、快速和容易地测定极少量液体[诸如血液(全血)、血浆、尿液和唾液这些体液]中特定成分(例如乳酸、葡萄糖、胆固醇等)的浓度的传感器，例如乳酸传感器，以及这种传感器的制备方法和测定液体中特定成分的浓度的方法。
日本专利公开文本Kokoku(JP-B)No.58-4557(1983)中公开了一种用于测定施加到试纸上的乳酸的组合物，这种试纸可测定血中的乳酸浓度。在试纸中，载体上具有一个含有乳酸氧化酶(LOD)、过氧化物酶和颜色生成试剂的试剂层。当使用该试纸时，通过测定基于乳酸浓度而改变的反射度来测定乳酸浓度。日本专利公开文本Kokoku(JP-B)No.5-79319(1993)中提供了一种用于试剂层的组合物，该组合物含有乳酸脱氢酶、辅酶I(NADH)、一种电子载体和一种四唑盐。
在这些公开文本的每一个中，都是在血液渗透载体上的展开层，随后被试剂层吸收之后利用光学仪器来检测颜色反应。由于将亲水性多孔材料用于展开层和试剂层，因此即使在单一的测定方法中也需要大量的血液(大约20μl)。而且，当血液量太少时，颜色形成不均匀，从而对测定的准确度产生不利影响或使测定不能进行。
日本专利公开文本Kokai(JP-A)No.6-94672(1994)中公开了一种利用酶电极对乳酸浓度进行定量的方法。在该方法中，使用了一种包括一试剂层的传感器，所述试剂层由在绝缘基底上形成的测定电极和反电极上的亲水聚合物、LOD和一种电子载体组成，并且一隔离层和一覆盖层层叠在试剂层上。由于传感器的电极很小，因此甚至在液体的量很少(例如5μl)时，它也能进行测定。另外，血液可通过毛细作用自动被吸收，从而血液可在电极上均匀扩散。这样，可制止错误测定的出现。
下面将利用一个测定乳酸浓度的例子来说明如上所述用使利用电子载体的酶电极的测定原理：
当利用酶″E″(例如乳酸氧化酶)将底物″S″(要测定其浓度，例如乳酸)氧化成产物″P″(例如丙酮酸)时，酶″E″的活性中的从氧化型″E(ox)″转化成″还原型″E(red)″。还原型酶″E(red)″通过一种用作酶的电子载体的氧化型″M(ox)″化合物又返回到″E(ox)″并且这种电子载体同时被转化成″M(red)″，″M(red)″在工作电极上适当的施加电压下被电解成″M(ox)″。通过测定发生电解时的氧化电流可测定底物浓度。
可参考利用乳酸氧化酶(LOD)进行的乳酸浓度测定，如下表达以上的测定原理：
      乳酸＋LOD(ox)＝＞丙酮酸＋LOD(red)       (1)
      LOD(red)＋M(ox)＝＞LOD(ox)＋M(red)＋H+ (2)
      M(red)＝＞M(ox)＋e-                    (3)
在J.R.Mor和R.Guanaccia，Anal.Biochem.，vol.79，pp319(1977)中描述了这种利用酶电极的测定方法，在此一起作为参考。
当使用这种传感器时，通过使其与传感器入口的样品接触而将液体样品(例如全血、血浆、尿液或唾液)在毛细作用下自动吸收。在进行吸收时，通过排气孔排出空气以使液体样品分配到整个试剂层上。在样品吸收完成之后，试剂层立刻开始溶解并且按照上述的反应式(1)进行酶反应。
将二茂铁、铁氰化钾、萘醌等用作电子载体。通过来自外界电源的应用电路向电极系统施加一个范围在0.3至0.6V的稳定电压而使上述反应式(2)中形成的还原型化合物″M(red)″按照上述的反应式(3)被电解氧化。由于随即得到的电流(e-)与乳酸浓度直接成正比，因此通过测定电流可得知样品中的乳酸浓度。
上述的传感器几乎直接利用了关于葡萄糖传感器的日本专利公开文本Kokai(JP-A)No.3-54447(1991)中公开的内容，而它具有酶电极方面的问题以及乳酸浓度测定中的其它问题。
首先，亲水性聚合物中含有的杂质与氧化酶之间的相互作用增加了测定中的背景电流。例如，在血液中乳酸浓度大约是葡萄糖浓度的十分之一。于是，当乳酸浓度较小时，如果增加背景电流，会特别影响测定的准确度。
另外，用于乳酸浓度测定的传感器的生产成本也特别是一个问题。即，由于每个单位的LOD的价钱大约是葡萄糖的上百倍，因此为了使一个传感器覆盖较大的测定范围，传感器中得含有大量的LOD，从而导致传感器的成本太高。这样，从生产成本的角度看用于传感器的LOD的量应该减到最小。
另一方面，由于试剂层的干燥有可能发生部分脱落。如果考虑到成本，LOD的用量减到最小，那么LOD的量会不足，从而使测定的重现性不好。
当使用其它氧化酶时也会出现类似的问题，只是不象在LOD中那么明显。
另外，当在湿度大的条件下贮存传感器以便抑制试剂层干燥时，会防止脱落。然而，由于试剂层中残余水分的影响背景电流逐渐增加，从而导致传感器的电压稳定性差的问题。因此，在除去试剂层中的水分之后可立刻形成一个具有抗脱落性能的试剂层。
因此，本发明的一个目的是提供一种可精确测定液体样品中待测物质的含量(例如浓度)并且能以较低的成本来制备的传感器。
本发明提供了以下三种在传感器的试剂层方面的改进(1)至(3)，所述传感器(例如乳酸传感器)用于测定液体(例如血液)中可被酶氧化的待测物质(例如乳酸)的含量(例如浓度)，其中至少在主要由形成于绝缘基底上的测定电极和反电极组成的电极系统的一部分上形成试剂层，试剂层最好由亲水性聚合物层和含有氧化酶的反应层组成，并且试剂层的反应层形成于亲水层上。
(1)向试剂层中加入一种磷酸盐以增加氧化酶的活性，从而使甚至少量的氧化酶其活性都是充足的并且对直到高浓度的待测物质(例如乳酸)得到活性的线性度；
(2)使用高纯度的亲水性聚合物(例如通过再纯化从市场上购买的亲水性聚合物来减少亲水性聚合物中所含的杂质而得到)以减少背景电流，从而使测定的准确度提高；以及
(3)向反应层和/或亲水性聚合物层中再加入烯化氧聚合物以阻止试剂层的脱落。
因此，首先，本发明提供了一种用于测定液体中可用氧化酶氧化的物质含量(尤其是浓度)的传感器(例如乳酸传感器)，在该传感器中，在由形成于绝缘基底上的测定电极和反电极组成的电极系统上形成一试剂层，所述试剂层由一含有亲水性聚合物的亲水性聚合物层和一含有氧化酶(例如乳酸氧化酶，LOD)以及电子载体的反应层组成，并且该试剂层还包括一种磷酸盐。
图1是本发明的乳酸传感器的截面图；以及
图2是例1中制备的传感器相对于乳酸浓度的响应曲线。
在本发明中，试剂层一般由两层(亲水性聚合物层以及反应层)组成。然而，严格意义上讲这些层并不是必需得分成几层。任选地，这两层可混合在一起。尤其是，取决于传感器的这个制备方法，它们可一同存在。
在本发明中，测定电极意指电子载体可在其上被氧化或被还原的电极，即为了测定待测物质的含量而工作的电极，而反电极是指与测定电极相反的电极。
在本发明中，氧化酶是一种可催化氧化生物物质(即器官中的物质)的反应的酶，它包括氧化酶、脱氢酶和加氧酶等。具体地说，典型的有乳酸氧化酶、葡糖氧化酶、胆固醇氧化酶、尿酸酶、醇氧化酶、NADH氧化酶、心肌黄酶、乳酸脱氢酶等。还有，在本发明中，被氧化酶所氧化的物质是一种含量(例如浓度)待测的物质，即被测物。在乳酸氧化酶的情况下被测物是乳酸，在葡糖氧化酶的情况下被测物是葡萄糖，以及在胆固醇氧化酶的情况下被测物是胆固醇。
在本发明中，被测物可溶解或/和分散到液体中。另外，并不特别限定液体，只要它能够溶解和/或分散被测物即可，它可以是水、乙醇或其混合物。这样，含有被测物的液体可以是诸如血液、尿液、血浆和唾液这些体液。
随后将利用一个将乳酸氧化酶用作氧化酶的例子来解释按照本发明的传感器、传感器的制备方法以及利用该传感器测定含量尤其是浓度(在溶液的情况下)的方法。同样可将本发明应用到其它氧化酶(例如葡糖氧化酶和胆固醇氧化酶)中。具体地说，可用其它酶代替乳酸氧化酶，而当本发明应用到所述其它氧化酶中时被测物(乳酸)应该用能被所述其它氧化酶氧化的物质来代替。
能够用于形成本发明的乳酸传感器的电极材料可以是通常用于电极的任何材料。具体地说，典型的有碳、金属、合金、金属与合金的各种化合物(例如氧化物、氢氧化物、卤化物、硫化物、氮化物、碳化物等)。另外，还可以利用任何组合(例如这些电极材料的混合物或组合物)。
在本发明中，混合物是指电极材料以微观程度混合在一起的材料，而组合物是指电极材料比此微观程度相对大的程度混合在一起的材料(以所谓的宏观程度混合，不象混合物混合的那么均匀)，或是分离材料合并在一起的材料。
较为可取的金属有例如银、铝、金、钴、钡、铁、锰、镍、铅、锌、铂、锂、铜等。
优选的合金有例如亚铜-镍、锰镍铜合金、铝-硅合金、镍-铜合金等。
特别优选的金属化合物有例如MO2、Ag2O、PbO2、V2O5、AgCl等。
当使用碳时，各种碳材料例如石墨、热解碳、玻璃化炭黑、乙炔黑以及炭黑等都可利用。当然，也可以利用传统的无定形碳。
当电极材料用作混合物或组合物时，典型的有MnO2和乙炔黑的组合、铂与石墨的组合以及银和氯化银的组合。
在按照本发明的乳酸传感器中，并不特别限定电极的结构，各种已经用于葡萄糖测定领域中的酶电极的结构都可以使用。电极可以是线、棒或层的形式。可如此安排电极以使它们连接到能测定电流的适当的电路上。在本发明的一个特别优选的实施例中，使用的是薄层状电极(参见图1)。
利用常规的制备层状电极的方法可形成这种电极。即，通过将预定大小的电极材料粉末、粘合剂(例如聚氯乙烯、环氧树脂、氯丁橡胶或纤维素)和适当溶剂(例如四氢呋喃、甲苯或异丁醇)以及任意的导电材料(例如炭粉末或导电聚合物)混合制取电极材料糊；其次利用适当的方法(例如丝网印刷术)将预定厚度(例如10～20μm内)的糊置于基底(例如聚对苯二甲酸乙二醇酯或陶瓷片基底)上；然后干燥这层糊，最好烧结这层糊以形成厚度为1～50μm的层状电极。
另外，必要时电极可以多个薄层叠置的形式(例如双层结构)形成。任选地，可将导电糊(例如银糊)利用与形成电极类似的方法预先放置到基底上作为一个引体，然后在这个引体上如上所述形成电极。当引体如此在电极和基底之间形成时，具有以下效果：电流很可能通过几乎无阻抗的引体而使电阻减小，这样使得所施加的电压损失减小。
在本发明的乳酸传感器中，试剂层形成于上述的每个电极的至少一部分上，最好形成于上述的每一个电极整体上以便完全覆盖这个电极。更优选的是，一单个试剂层位于两个电极上以便完全覆盖这两个电极。试剂层由亲水性聚合物层和反应层组成，并且任何层都可与电极接触。另外，每个层并没有以清晰的界限分开，一层可与另一层在界限内混合，或者两层在整个试剂层上混合在一起。在一个特别优选的实施例中，亲水性聚合物层在电极上形成，然后反应层在亲水性聚合物层上形成。
亲水性聚合物层用作当贮存传感器时使试剂层中含有的化合物保持在电极上的粘合剂。亲水性聚合物层是一用作电极和反应层之间隔离层的薄层(当亲水性聚合物层位于电极和反应层之间时)，并使样品(例如血液)的吸收流畅。亲水性聚合物层包括一种亲水性聚合物。在本发明中，这种亲水性聚合物是一种具有亲水性基团的单体聚合成的高分子量水溶性物质。
并不特别限定亲水性聚合物，但是最好使用羧甲基纤维素，也可使用其它类似的聚合物例如羟丙基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素。另外，还可使用聚乙烯吡咯烷酮和聚乙烯醇。任选地，亲水层还可含有一种具有表面活性的物质例如卵磷脂。施加亲水性聚合物层使其至少覆盖每个测定电极和反电极的一部分，最好全部覆盖这些电极。通过用亲水性聚合物的水溶液涂覆电极、然后干燥来完成这种涂覆。亲水性聚合物层的厚度例如在大约10～100μm的范围内。
在本发明的乳酸传感器中，亲水性聚合物最好是高纯度的，例如纯度为99.9％(重量百分比)较为可取。当买不到高纯度的聚合物时，最好如下纯化聚合物：使亲水性聚合物的水溶液与具有较大挥发性的有机溶剂(例如丙酮、四氢呋喃、甲醇等)混合，亲水性聚合物基本上不溶于这种有机溶剂，从而使溶于有机溶剂的杂质从聚合物中除去，然后干燥再结晶的水溶性聚合物(即亲水性聚合物)。
从商业上购得的亲水性聚合物(例如CMC)纯度低于99.9％(重量百分比)(杂质是氧化还原型化合物、空气中的灰尘、各种微生物、脂肪和油类等)，因此纯化这种CMC使其纯度不低于99.9％(重量百分比)较为可取，更优选的是使其纯度达到99.99％(重量百分比)，以便用于本发明。例如，CELLOGEN(从Dai-ichi Kogyo Seiaku Co.，Ltd.购得)至少含有0.1％(重量百分比)的CMC合成时的氧化还原型化合物和后序制备过程中作为杂质的各种微生物、灰尘和油类。
在本发明中，当使用如此高纯度的亲水性聚合物时，背景电流减小，从而导致测定的准确度提高。
在本发明的乳酸传感器中，构成试剂层的反应层包括乳酸氧化酶(LOD)、电子载体和磷酸盐，这些物质以固态形式均匀地混合在一起，最好以一个固体薄层形状覆盖在至少部分测定电极和反电极上。这样，当亲水性聚合物作为一个分离层存在时，反应层至少位于一部分亲水性聚合物层上。
可利用与形成电极(如上所述)类似的方法形成这些薄层(亲水性聚合物层和反应层)。例如，制备包括酶、电子载体、粘合剂和溶剂(例如水或乙醇，最好是乙醇)的试剂糊状物，其次利用适当的方法(例如用分配器)将糊状物涂到电极上以覆盖这些电极，然后将糊状物干燥成固态。
在本发明的乳酸传感器中，可利用传统上已经用于所谓的酶电极的任何电子载体。例如，铁氰化钾、苯醌、亚甲蓝、甲氧基PMS、麦尔多拉蓝等。
用于本发明的乳酸传感器的反应层中的磷酸盐是一种溶于水中以待电离并提供了碱性溶液的盐。例如，使用磷酸氢二钾较为可取，但是磷酸盐并不限于此。以下给出了其它的磷酸盐：例如磷酸二氢钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸钙和磷酸镁。这些磷酸盐增大了LOD的活性，从而提高了测定的准确度。
另外，本发明的乳酸传感器的反应层最好包括一种主要具有醚键的聚合物，尤其是烯化氧聚合物。例如这种聚合物是用分子量大约为20000～30000的聚羧酸和/或其衍生物酯化和/或酯基转移的烯化氧加成聚合物。含有这种聚合物可改善乳酸传感器的重现性。可使用以下的烯化氧：环氧乙烷、氧化丙烯、氧化苯乙烯和环氧丁烷。可使用以下的聚羧酸及其衍生物：丙二酸、丁二酸、马来酸、富马酸、苯二甲酸、四苄基羧酸和诸如琥珀酐、马来酐这些酸酐以及诸如邻苯二甲酸二甲酯、马来酸二甲酯这些低烷基酯。
用于本发明的烯化氧聚合物是一种具有增塑性质和快速的水中溶解速率的聚合物。例如可使用环氧乙烷聚合物或氧化丙烯聚合物。这种聚合物例如可从Dai-ichi Kogyo Seiyaku.Co.，Ltd.购得。商品名为PAOGEN PP-15或PAOGEN EP-15。
这些烯化氧聚合物可防止试剂层脱落，从而保全了传感器的测定范围。
在本发明中，可使用电极材料、电子载体、磷酸盐和亲水性聚合物以及任意的烯化氧聚合物的任何适当的组合。还可利用上述的改进(1)，(2)或(3)中的任一个或它们的任何组合。
在本发明中要考虑的因素是待测的乳酸浓度范围、电子载体的还原电位或氧化电位、由电极组合产生的电动势、生产成本、稳定性、反应层的组合物等。考虑到所有这些因素，利用例如试验和尝试的方法制成了一个具有完好性能的适宜的乳酸传感器。
以下示出了一个优选传感器的具体实施例：
绝缘基底材料：            聚对苯二甲酸乙二醇酯
电极材料：                石墨
亲水性聚合物层的材料：    CMC(通过再结晶而纯化)
反应层物质组合物：
乳酸氧化酶：              200-800单位/ml
电子载体：                1.0～5.0％(重量百分比)
                          的铁氰化钾
磷酸盐：                  0.01～1.00％(重量百分比)
                         的磷酸氢二钾
烯化氧聚合物：           0.01～1.00％(重量百分比)
                         的PAOGEN
按照本发明的乳酸传感器可包括一个隔离层和一个覆盖层，它们用于固相反应层上的常规酶电极中，所述反应层包括LOD、电子载体和磷酸盐。
图1示意性地示出了本发明的乳酸传感器的截面图。在图1中，乳酸传感器10包括绝缘基底1、位于基底1上的引体2。在引体2上形成电极(测定电极3和反电极4)。在图1所示的实施例中，由亲水性聚合物层5以及其上的反应层组成的试剂层7位于电极上以便完全覆盖这些电极。如上所述，试剂层最好覆盖整个电极系统。然而，并不是必需得这样，试剂层覆盖每个电极的至少一部分就足够了。
第二方面，本发明提供了一种上述传感器(例如乳酸传感器)的制备方法。
即，该方法包括以下步骤：
在一绝缘基底上形成由一个测定电极和一个反电极组成的电极系统；
通过将含有亲水性聚合物的溶液(最好是水溶液)施加到电极系统上，随后并进行干燥而用亲水性聚合物层至少涂覆电极系统的一部分；以及
通过将含有用于反应层的组合物[(该反应层包括氧化酶，例如乳酸氧化酶)、电子载体和磷酸盐]的溶液(最好是水溶液)涂覆到亲水性聚合物层上，随后并进行干燥而用反应层至少涂覆亲水性聚合物层的一部分。
当形成亲水性聚合物层和反应层时，先制备用于这些层的溶液(例如水溶液)，其次将溶液涂到(例如分配到)电极系统上，然后进行干燥以除去溶剂。
在这种制备方法中，当制备用于反应层的溶液使其含有0.01～1.00％(重量百分比)、尤其是0.10～0.50％(重量百分比)的磷酸盐时，所制成的传感器(乳酸传感器)具有极好的重现性和灵敏度。
当亲水层和/或反应层中含有烯化氧聚合物时，用于形成每个层的溶液最好含有0.01-1.00％(重量百分比)、尤其是0.10-0.50％(重量百分比)的聚合物，从而可有效地防止坚固的反应层的脱落。
另外，如此形成的试剂层可在其上具有常规的酶电极中所用的隔离层和覆盖层，并且这两层上具有一(些)个孔，传送到覆盖层上的样品可通过这(些)孔流经并渗透到反应层和电极系统上。
以上所解释的关于本发明的传感器(乳酸传感器)的这些内容适当时还可应用到下面将要描述的本发明的传感器(乳酸传感器)的制备方法、测定装置以及测定方法中。
第三方面，本发明提供了一种利用以上描述的本发明的传感器(乳酸传感器)对液体中可被酶氧化的物质(例如乳酸)浓度进行测定的测定装置。即，该装置包括一个样品供给检测电路、一个测定计时控制电路、一个运算电路、一个指示浓度显示的显示电路和显示元件，它还包括一个部件，用于接收或容纳本发明的传感器(例如乳酸传感器)，以便测定计时控制电路能够检测传感器(例如乳酸传感器)中产生的与待测物质的浓度密切相关的电流。
在本发明中，样品供给检测电路是一个用于检测由于样品从贯穿传感器(例如乳酸传感器)的试剂层上的覆盖层和隔离层的样品吸入口进行渗透而引起的阻抗变化并自动启动测定程序的电路。
在本发明中，测定计时控制电路是一个在供给样品之后用于测定酶反应进行时的电流的电路并且在一段足以制备产物″P″的时间之后即关闭该电路。
在本发明中，运算电路是一个根据已预先设置到装置中的运算公式(或校正曲线)将测定计时控制电路检测到的电流值转化成待测物质(例如乳酸)浓度的电路。
在本发明中，显示电路是一个用于在装置的显示部件上表示出由运算电路转换出的浓度的电路。
可利用包括常规酶电极的装置中所用的那些电路作为以上所述的电路。从例如日本专利Kokai(JP-A)No.4-357452(1992)中可得到详细的电路资料，其内容在此一并作为参考。
第四方面，本发明提供了一种利用测定装置(即配有传感器接收部件)中的传感器(例如乳酸传感器)测定待测物质(乳酸)浓度的方法。本发明的待测物质(例如乳酸)浓度并没有受到特别的限定，它可取决于用于测定的样品量。而且，并不特别限定用于测定的样品量。例如，用于测定的量可是1.0-5.0μl，而3.0-5.0μl则更为可取。当使用这么大的量时，本发明的方法用于测定浓度范围在例如0-200mg/dl，特别是2-100mg/dL的被测物质特别有效。
按照本发明的传感器，可得到以下的主要效果：
(1)反应层中包括磷酸盐可扼制氧化酶(例如LOD)活性的降解，从而即使被测物质以较高的浓度存在也能进行浓度测定。这样，甚至用少量的氧化酶就可进行浓度测定，从而降低了传感器(例如乳酸传感器)的生产成本；
(2)利用纯化的亲水性聚合物作为聚合物层减小了背景电流，从而提高了传感器(例如乳酸传感器)的测定准确度；以及
(3)亲水性聚合物层和/或试剂层包括烯化氧聚合物可防止试剂层脱落，从而提高了测定的重现性。
这样，在以上那些效果的作用下可得到具有提高了的准确度、灵敏度及重现性的传感器(乳酸传感器)。
例子：
以下将详细描述本发明的例子。在这些例子中，还将乳酸传感器的制备方法作为一个例子来描述。然而，本发明并不局限于乳酸传感器，当葡糖氧化酶用作酶时，可类似得到葡萄糖传感器。当利用胆固醇氧化酶时，可类似得到胆固醇传感器。
例1
利用丝网印刷术用银糊在聚对苯二甲酸乙二醇酯绝缘基底1上制成引体2，并在引体2上用导电碳糊印制成测定电极3和反电极4。
然后，将0.5％(重量百分比)CMC(亲水性聚合物)(从Dai-ichiKogyo Seiyaku Co.，Itd.购得，商品名：(ELLOGEN))水溶液分配到电极上，随后并干燥，制成亲水性聚合物层5。之后，将含有以下组合物的溶液分配到聚合物层上，随后并干燥，制成反应层6。图1中示意性地示出了如此形成的乳酸传感器的截面图。
LOD                 400u/ml
铁氰化钾            2.0％(重量百分比)
磷酸氢二钾          0.5％(重量百分比)
对照例1
通过重复例1制成已有技术领域的传感器，只是制备的用于反应层的溶液不含有磷酸氢二钾。这样，该溶液含有以下组合物：
LOD                 400u/ml
铁氰化钾            2.0％(重量百分比)
对照例2
通过重复例1制成已有技术领域的传感器，只是制备的用于反应层的溶液不含有磷酸氢二钾。还有，应注意，该溶液含有以下组合物：
LOD                 800u/ml
铁氰化钾            2.0％(重量百分比)
利用例1和对照例1和2中制备的传感器测定血液中的乳酸浓度。其结果如图2所示，划出了通过反应产生的电流值与血中乳酸浓度的曲线。在测定中，使用了大约5μl的血液。从图2中可看出，当加入磷酸氢二钾时，即使酶的用量比已有技术领域的传感器减少50％，也能得到与其类似的线性关系。即，即使减少酶的用量也不会对灵敏度有不利影响，而且还能得到具有与已有技术领域的传感器同样性能的较廉价乳酸传感器。
例2
重复例1，只是利用纯化的CMC。CMC(商品名为CELLGEN)用以下方式进行纯化：
首先，将1g CMC溶解到100ml水中。其次，将300ml丙酮逐渐加入水中，同时用玻璃棒搅拌。立刻沉淀出白色纤维状的CMC，并用玻璃棒将纤维状CMC取出。并在50℃下干燥该CMC60分钟。
使如此制成的乳酸传感器用于测定血液中乳酸浓度，以下示出了测定的CV值(变异系数)(重现性标志：较大的CV值意味着重现性差)：
乳酸浓度(mg/dl)               CV(％)
  9.4                         6.2
  18.6                        2.6
  53.2                        1.6
  101.2                       0.9
对照例3
重复例2，只是利用市场上购得的没有纯化的CMC并测定血中的乳酸浓度。结果如下：
乳酸浓度(mg/dl)                CV(％)
9.4                            12.6
18.6                           4.9
53.2                           2.3
101.2                          1.4
当将例2的结果与对照例3比较时，可看出纯化CMC提高了重现性，从而得到具有较佳准确度的乳酸传感器。
例3
重复例1，只是用于反应层的溶液还包括0.25％(重量百分比)的PAOGEN(商标，从Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co.，Ltd.购得)(烯化氧聚合物)。
将如此制成的乳酸传感器用于测定血液中的乳酸浓度，以下示出了测定的CV值：
乳酸浓度(mg/dl)                CV(％)
9.4                            5.9
18.6                           1.6
53.2                           1.4
155.4                          2.3
对照例4
重复例3以制备乳酸传感器，只是不用PAOGEN，并且利用传感器类似地测定血液中的乳酸浓度。结果如下：
乳酸浓度(mg/dl)       CV(％)
9.4                   10.4
18.6                  2.6
53.2                  2.7
155.4                 2.4
从以上结果可看出加入PAOGEN可改善CV值，特别是在较低的乳酸浓度范围内。据认为这种改善是由于PAOGEN防脱落作用的结果。

Claims (11)

1.一种用于测定液体中被氧化酶氧化的物质的含量的传感器，在所述传感器中，一个试剂层形成于由一个测定电极和一个反电极组成的电极系统上，所述测定电极和反电极形成在一个绝缘基底上，并且所述试剂层由一个含有亲水性聚合物的亲水性聚合物层和一个含有氧化酶和电子载体的反应层组成，其特征在于所述试剂层还包括一种磷酸盐。
2.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于氧化酶是乳酸氧化酶，所述传感器用于测定液体中的乳酸浓度。
3.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于纯化所述的亲水性聚合物。
4.根据权利要求1所述的传感器，其特征在于所述亲水性聚合物层和反应层中的至少一层还包括一种烯化氧聚合物。
5.一种传感器的制备方法，包括以下步骤：
在一个绝缘基底上形成由一个测定电极和一个反电极组成的电极系统；
通过将含有亲水性聚合物的溶液涂到电极系统上随后并干燥该溶液，把一个亲水性聚合物层涂覆电极系统的至少一部分；以及
通过将含有用于反应层的、包括氧化酶、电子载体及磷酸盐的组合物溶液涂到亲水性聚合物层上随后并干燥该溶液，把一个反应层，涂覆亲水性聚合物层的至少一部分。
6.根据权利要求5所述的传感器的制备方法，其特征在于所述氧化酶是乳酸氧化酶并且所述传感器用于测定液体中的乳酸浓度。
7.根据权利要求5所述的传感器的制备方法，其特征在于纯化所述的亲水性聚合物。
8.根据权利要求5所述的传感器的制备方法，其特征在于含有用于反应层的组合物的溶液包括重量百分比为0.01～1.00％的磷酸盐。
9.根据权利要求5所述的传感器的制备方法，其特征在于含有亲水性聚合物的溶液和含有用于反应层的组合物的溶液两者中至少一个包括一种烯化氧聚合物。
10.根据权利要求9所述的传感器的制备方法，其特征在于溶液中的烯化氧聚合物的浓度在重量百分比为0.01～1.00％的范围内。
11.一种用于测定血液中乳酸浓度的方法，其特征在于利用了这样一种传感器：在此传感器中，一个试剂层形成在由一个测定电极和一个反电极组成的电极系统上，所述测定电极和反电极形成在一个绝缘基底上，所述试剂层由一个含有亲水性聚合物的亲水性聚合物层和一个含有乳酸氧化酶和电子载体的反应层组成，并且所述试剂层还包括一种磷酸盐。
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