SBA-70型血糖-乳酸自动分析仪研制 朱思荣周万里冯东毕春元冯德荣 (山东省科学院生物研究所山东省生物传感器重点实验室济南250014) 摘要:采用固定化酶传感器和流动注射研制了全自动血糖-乳酸分析仪。通 过转盘式样品盘和自动取样针实现了样品的自动采样,采用停流技术,增大酶传 感器的响应电流,提高测定精度。实验测试表明:仪器对标准样品的重复测定误 差小于2%,对不同浓度的样品有很好的线性响应,测定周期仅lmin左右。 关键词:生物传感器流动注射血糖乳酸自动分析仪 1.引言 生物传感器自上世纪60年代诞生以来,经过40多年的发展,技术已 日臻成熟,随着加工技术与计算机技术进展,仪器功能日益完善,操作越来越简 便。我们在80年代末生产了国内第一台商品化SBA-30型生物传感分析仪,用于 对运动员血乳酸的检测凹,至今已经多次更新换代,品种越来越多,应用范围越 来越广。基于当前的市场需求和国外同类仪器的研发状况,我们又成功地研 制了SBA-70型全自动血糖-乳酸分析仪,测试表明,仪器在1min内能自动完成 采样、分析、清洗全部操作,分析的重复性很好,误差小于2%,与其它方法对 比,相关性好,结果没有显著差异。 2.测定系统的工作原理 血糖-乳酸分析仪的传感器为酶电极,由基于生化反应的固定化酶膜和基于电化学 反应的过氧化氢电极复合而组成。本仪器的测定对象为葡萄糖和L-乳酸,固定化酶膜采 用美国 Sigma公司的葡萄糖氧化酶( Glucose oxidase)和L乳酸氧化酶(L- Lactate oxidase),经戊二醛固定化制成,测定过程中发生的酶促反应如下 葡萄糖+O2+O_葡萄糖氧化酶 葡萄糖酸+H2O2 L-乳酸+O2+H2O L-乳酸氧化酶 丙酮酸+H2O 酶是一种特殊的具有催化活性的蛋白质,它的催化活性随保存时间的延长或测定样 品次数的增加会逐步降低,但酶经固定化处理后这一过程会显著变慢,固定化酶膜的保 存期达1年,使用寿命乳酸膜为15天以上,葡萄糖膜为30天以上。连续测定20个样 品只需20min左右,在这段时间内可以近似地把酶活性看作不变。 H2O2电极与固定化酶膜紧贴在一起,酶只在局部位置上起作用,在较短时间内,可 以认为缓冲液中测定样品和HO2的浓度不变,酶膜上底物浓度S是缓冲液中的底物向膜 内渗透和酶反应分解的综合结果,根据菲克扩散第一定律和酶反应米氏动力学公式,当SBA-70 型血糖-乳酸自动分析仪研制 朱思荣 周万里 冯东 毕春元 冯德荣 （山东省科学院生物研究所 山东省生物传感器重点实验室 济南 250014） 摘要: 采用固定化酶传感器和流动注射研制了全自动血糖-乳酸分析仪。通 过转盘式样品盘和自动取样针实现了样品的自动采样，采用停流技术，增大酶传 感器的响应电流，提高测定精度。实验测试表明：仪器对标准样品的重复测定误 差小于 2%，对不同浓度的样品有很好的线性响应，测定周期仅 1min 左右。 关键词：生物传感器 流动注射 血糖 乳酸 自动分析仪 1. 引言 生物传感器自上世纪 60 年代诞生以来[1]，经过 40 多年的发展，技术已 日臻成熟，随着加工技术与计算机技术进展，仪器功能日益完善，操作越来越简 便。我们在 80 年代末生产了国内第一台商品化 SBA-30 型生物传感分析仪，用于 对运动员血乳酸的检测[2]，至今已经多次更新换代，品种越来越多，应用范围越 来越广[3~9]。基于当前的市场需求和国外同类仪器的研发状况，我们又成功地研 制了 SBA-70 型全自动血糖-乳酸分析仪，测试表明，仪器在 1min 内能自动完成 采样、分析、清洗全部操作，分析的重复性很好，误差小于 2%，与其它方法对 比，相关性好，结果没有显著差异。 2. 测定系统的工作原理 血糖-乳酸分析仪的传感器为酶电极，由基于生化反应的固定化酶膜和基于电化学 反应的过氧化氢电极复合而组成。本仪器的测定对象为葡萄糖和 L-乳酸，固定化酶膜采 用美国 Sigma 公司的葡萄糖氧化酶（Glucose oxidase）和 L-乳酸氧化酶（L-Lactate oxidase），经戊二醛固定化制成[2]，测定过程中发生的酶促反应如下： 酶是一种特殊的具有催化活性的蛋白质，它的催化活性随保存时间的延长或测定样 品次数的增加会逐步降低，但酶经固定化处理后这一过程会显著变慢，固定化酶膜的保 存期达 1 年，使用寿命乳酸膜为 15 天以上，葡萄糖膜为 30 天以上。连续测定 20 个样 品只需 20min 左右，在这段时间内可以近似地把酶活性看作不变。 H2O2 电极与固定化酶膜紧贴在一起，酶只在局部位置上起作用，在较短时间内，可 以认为缓冲液中测定样品和 H2O2的浓度不变，酶膜上底物浓度 Sd是缓冲液中的底物向膜 内渗透和酶反应分解的综合结果，根据菲克扩散第一定律和酶反应米氏动力学公式，当