植于活魚眼球鞏膜組織間液內(nèi)的血糖傳感器及制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及生物電化學(xué)檢測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種植于活魚眼球鞏膜組織間液內(nèi)的血糖傳感器及制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鮮活魚因其味道鮮美，營養(yǎng)價(jià)值高，富含優(yōu)質(zhì)蛋白、維生素及微量元素受到了廣大消費(fèi)者的青睞?；铘~血糖水平是反映活魚在運(yùn)輸過程中應(yīng)激水平的重要指標(biāo)。實(shí)時(shí)無線監(jiān)測(cè)獲取活魚的血糖水平是不斷改進(jìn)鮮活魚保活運(yùn)輸技術(shù)和裝備的參考依據(jù)；同時(shí)，借助生物傳感技術(shù)和無線通訊技術(shù)，微創(chuàng)植于魚體內(nèi)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)活魚在運(yùn)輸過程中各階段不同應(yīng)激血糖水平也是進(jìn)一步優(yōu)化?；钸\(yùn)輸流程重要信息獲取技術(shù)。但是，血糖傳感器直接被植入活魚體內(nèi)，傳感器感應(yīng)部位會(huì)出現(xiàn)血蛋白凝聚的情況，從而降低或抑制了傳感器感應(yīng)電流輸出。因此直接將傳感器植入魚體很難穩(wěn)定、實(shí)時(shí)地測(cè)量活魚體內(nèi)血糖濃度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種植于活魚眼球鞏膜組織間液內(nèi)的血糖傳感器及制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中將血糖傳感器植入魚體很難穩(wěn)定、實(shí)時(shí)地測(cè)量活魚體內(nèi)血糖濃度的問題。
[0004]為了解決上述問題:
[0005]一方面，本發(fā)明所述一種植于活魚眼球鞏膜組織間液內(nèi)的血糖傳感器，包括:傳感器基材，以及與所述傳感器基材電連接用于傳輸電流信號(hào)的無線傳輸裝置，其中，所述傳感器基材包括工作電極和參比電極，在所述工作電極的一端部設(shè)置為感應(yīng)腔，從所述工作電極的另一端部至感應(yīng)腔之間的工作電極表面覆設(shè)有絕緣層，在絕緣層外表面包裹有參比電極；
[0006]所述參比電極由間隔螺旋繞于絕緣層外表的銅絲，以及覆蓋銅絲而鋪設(shè)的銀/氯化銀漿層構(gòu)成；在所述工作電極的感應(yīng)腔外表面覆設(shè)有全氟磺酸高分子膜，在所述全氟磺酸高分子膜的外表面覆設(shè)有葡萄糖氧化酶層。
[0007]進(jìn)一步地，在所述參比電極的外表面設(shè)置有絕緣熱收縮管。
[0008]進(jìn)一步地，所述的工作電極為鉑銥工作電極，工作電極外表面的絕緣層為聚四氟乙如層。
[0009]進(jìn)一步地，在所述工作電極的感應(yīng)腔外端覆設(shè)有環(huán)氧樹脂層。
[0010]進(jìn)一步地，所述無線傳輸裝置包括電化學(xué)信號(hào)放大器、無線傳輸模塊以及板載天線，其中，所述電化學(xué)信號(hào)放大器通過電極導(dǎo)線分別與工作電極、參比電極電連接；所述無線傳輸模塊與電化學(xué)信號(hào)放大器電連接；所述板載天線與無線傳輸模塊電連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述環(huán)氧樹脂層的直徑為0.175mm-0.2mm，長度為0.3mm-0.4mm。
[0012]進(jìn)一步地，所述全氟磺酸高分子膜的長度為lmm-1.1mm。
[0013]進(jìn)一步地，所述環(huán)氧樹脂層的直徑為0.175mm，長度為0.3mm。
[0014]進(jìn)一步地，所述全氟磺酸高分子膜的長度為1mm。
[0015]另一方面，本發(fā)明所述一種血糖傳感器的制備方法，包括以下步驟:
[0016]采取鉑銥合金材料制作成工作電極，將制作而成的工作電極的一端部設(shè)置為感應(yīng)腔，并將從所述工作電極的另一端部至感應(yīng)腔之間的工作電極表面覆設(shè)有聚四氟乙烯層；
[0017]在上述工作電極的聚四氟乙烯層區(qū)域上以間隔螺旋方式纏繞銅絲，并以銀/氯化銀漿層覆蓋銅絲形成參比電極；
[0018]將感應(yīng)腔的外端涂上環(huán)氧樹脂層，對(duì)從感應(yīng)腔的外端至聚四氟乙烯層之間的感應(yīng)腔所剩區(qū)域表面涂5% — 6%全氟磺酸型聚合物溶液，風(fēng)干后形成全氟磺酸高分子膜；
[0019]將覆有全氟磺酸高分子膜的工作電極浸泡在含有2.5-3mg葡萄糖氧化酶和5_7mg牛血清白蛋白的0.lmol/L 0.25-3ml的磷酸鹽緩沖液中10-15分鐘后，在空氣中風(fēng)干，該過程重復(fù)至少兩次；
[0020]將工作電極感應(yīng)腔浸入到25 % — 30 %戊二醛溶液中浸泡5h — 6h ;
[0021]將一電化學(xué)信號(hào)放大器通過電極導(dǎo)線分別與工作電極、參比電極電連接；
[0022]將一無線傳輸模塊與上述電化學(xué)信號(hào)放大器電連接；
[0023]將一板載天線與上述無線傳輸模塊電連接。
[0024]由上述可以得知:本發(fā)明中采用全氟磺酸高分子膜和葡萄糖氧化酶層之間具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，可以提高血糖傳感器的檢測(cè)效率。借助于戊二醛交聯(lián)劑的作用，將酶分子有效固定且壽命長。另外，全氟磺酸高分子膜較薄，具有選擇透過性，降低了物質(zhì)傳輸阻力和電極的電阻，可大大提高工作電極的利用率。同時(shí)全氟磺酸高分子膜在吸水以后可以讓氫離子通過，對(duì)陽離子具有高的選擇滲透性但對(duì)陰離子具有排斥作用，對(duì)電極起到一定的保護(hù)效果。本血糖傳感器在參比電極方面，利用旋繞式的銅絲可以用較好的感應(yīng)到生物電信號(hào)，便于后續(xù)的電流信號(hào)傳輸。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所述血糖傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為圖1中工作電極端部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2所述血糖傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖
[0028]圖4為活魚眼球鞏膜組織間液中血糖濃度變化與傳感器輸出電流的相關(guān)性圖；
[0029]圖5為魚體血液和眼球鞏膜組織間液(ESIF)血糖濃度的相關(guān)性圖。
[0030]圖中:1、工作電極；2、聚四氟乙烯層；3、銀/氯化銀漿層；4、銅絲；5、電極導(dǎo)線；6、電化學(xué)信號(hào)放大器；7、無線傳輸模塊；8、板載天線；9、全氟磺酸高分子膜；10、葡萄糖氧化酶層；11、環(huán)氧樹脂層；12、絕緣熱收縮管。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。
[0032]圖1和圖2示出了本發(fā)明實(shí)施例1所述一種植于活魚眼球鞏膜組織間液內(nèi)的血糖傳感器，包括:傳感器基材，以及與所述傳感器基材電連接用于傳輸電流信號(hào)的無線傳輸裝置，其中，所述傳感器基材包括工作電極1和參比電極，在所述工作電極的一端部設(shè)置為感應(yīng)腔，從所述工作電極的另一端部至感應(yīng)腔之間的工作電極表面覆設(shè)的絕緣層為聚四氟乙烯層2，在絕緣層外表面包裹有參比電極。所述參比電極由間隔螺旋繞于絕緣層外表的銅絲4，以及覆蓋銅絲而鋪設(shè)的銀/氯化銀漿層3構(gòu)成；在所述工作電極的感應(yīng)腔外表面覆設(shè)有全氟磺酸高分子膜9，在所述全氟磺酸高分子膜的外表面覆設(shè)有葡萄糖氧化酶層10。
[0033]在所述工作電極的感應(yīng)腔外端覆設(shè)有環(huán)氧樹脂層11，對(duì)從感應(yīng)腔的外端至聚四氟乙烯層之間的感應(yīng)腔所剩區(qū)域表面覆設(shè)有全氟磺酸高分子膜9。環(huán)氧樹脂層具有抗污染能力，對(duì)傳感器具有一定的防護(hù)作用。其中，所述的環(huán)氧樹脂層的直徑可為0.175mm-0.2mm，長度為0.3mm-0.4mm。所述的全氟磺酸高分子膜的長度為lmm-1.1mm。
[0034]所述無線傳輸裝置包括電化學(xué)信號(hào)放大器6、無線傳輸模塊7以及板載天線8，其中，所述電化學(xué)信號(hào)放大器通過電極導(dǎo)線5分別與工作電極、參比電極電連接；所述無線傳輸模塊與電化學(xué)信號(hào)放大器電連接；所述板載天線與無線傳輸模塊電連接。
[0035]上述的血糖傳感器在使用過程中通過微創(chuàng)技術(shù)植入活魚眼球鞏膜組織間液內(nèi)，工作電極感應(yīng)腔上的葡萄糖氧化酶層與眼球鞏膜組織間液中的血糖發(fā)送生物電化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的微弱電流通過電化學(xué)信號(hào)放大器放大處理后將有效電流信息以無線傳輸方式傳出。
[0036]由于根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定了魚眼球鞏膜組織間液血糖與傳感器輸出電流的關(guān)系圖以及歸結(jié)所得出的關(guān)系式。如圖4為一實(shí)驗(yàn)過程中得到的多次結(jié)果所制作出的關(guān)系圖。根據(jù)圖4總結(jié)出一線性回歸關(guān)系式為:Y = 5.414+0.05962乂，其中，相關(guān)系數(shù)為尺=0.994，X是葡萄糖濃度，Υ是傳感器輸出電流。因此，有上述的關(guān)系式依據(jù)傳感器輸出電流可以估算出魚眼球鞏膜組織間液內(nèi)的葡萄糖濃度。從生物角度來看，由于魚眼球鞏膜組織間液內(nèi)的葡萄糖濃度和魚體內(nèi)葡萄糖濃度是密切相關(guān)的，如圖5所示，其關(guān)系同