組織液組分傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種組織液組分傳感器，屬于生物傳感器領(lǐng)域，包括一個(gè)皮膚參比電極(1)，一個(gè)或多個(gè)皮下工作電極(2)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測組織液血糖、乳酸、肌酐、谷草轉(zhuǎn)氨酶等多種關(guān)系人體代謝狀況的生化指標(biāo)。該傳感器工作電極采用提拉法一次成型，結(jié)構(gòu)簡單、結(jié)果可靠性高，可根據(jù)患者個(gè)體差異選擇不同的探針組合，適合組織液中關(guān)系到人體身體健康的關(guān)鍵指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)測。
【專利說明】
組織液組分傳感器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明專利涉及一種組織液組分傳感器，屬于生物傳感器領(lǐng)域，包括一個(gè)皮膚參比電極(I)，一個(gè)或多個(gè)皮下工作電極(2)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測組織液血糖、乳酸、肌酐、谷草轉(zhuǎn)氨酶等多種關(guān)系人體代謝狀況的生理指標(biāo)。
【背景技術(shù)】
[0002]組織液是多細(xì)胞生物體內(nèi)細(xì)胞生活的內(nèi)環(huán)境，是血液與組織細(xì)胞間進(jìn)行物質(zhì)交換的媒介。絕大部分組織液呈凝膠狀態(tài)，不能自由流動，但凝膠中的水及溶解于水和各種溶質(zhì)分子的彌散運(yùn)動并不受凝膠的阻礙，仍可與血液和細(xì)胞內(nèi)液進(jìn)行物質(zhì)交換。除大分子的蛋白質(zhì)以外，血漿中的水及其他小分子物質(zhì)均可濾過毛細(xì)血管壁以完成血液與組織液之間的物質(zhì)交換，所以組織液成分基本與血漿相同?，F(xiàn)在對于人體生化指標(biāo)的的檢測大都采用血液標(biāo)本，檢測血漿中血糖、乳酸、肌酐、谷草轉(zhuǎn)氨酶等的含量以評估人體的生理狀態(tài)，但血液標(biāo)本提取程序復(fù)雜且只能完成某一時(shí)間點(diǎn)的某成分的檢測，從而造成檢測結(jié)果存在著一定的片面性和不準(zhǔn)確性。組織液成分與血漿成分類似且與細(xì)胞內(nèi)液緊密相連，組織液各組分水平更能真實(shí)的代表人體的生理狀況。目前已出現(xiàn)一些皮下傳感器以檢測組織液組分以評估人體生理狀況，比較常見的是各種動態(tài)血糖監(jiān)測系統(tǒng)。連續(xù)血糖圖譜有效地解決了在糖尿病治療中血糖監(jiān)測盲點(diǎn)的問題。為患者提供個(gè)性化的治療解決方案，使患者血糖得到更好控制，并能夠幫助減少直至杜絕低血糖的發(fā)生。
[0003]目前人們對于皮下傳感器研究的重點(diǎn)大多為提高工作電極的性能，從而期望得到穩(wěn)定可靠的檢測結(jié)果，對參比電極的研究較少。參比電極是測量各種電極電勢時(shí)作為參照比較的電極。在參比電極上進(jìn)行的電極反應(yīng)必須是單一的可逆反應(yīng)，電極電勢穩(wěn)定和重現(xiàn)性好。比較常用的參比電極有甘汞電極、銀/氯化銀電極等，其中以銀/氯化銀電極應(yīng)用最為廣泛。銀/氯化銀電極的電極電勢與溶液中氯離子濃度和所處溫度有關(guān)，結(jié)構(gòu)和電極電位會隨著使用環(huán)境的變化而變化。人體內(nèi)環(huán)境中氯離子濃度和溫度均在一個(gè)較大范圍內(nèi)波動，且組織液中的大分子如蛋白質(zhì)等均易吸附在參比電極表面從而影響電極電位的穩(wěn)定。目前投入臨床應(yīng)用的動態(tài)血糖監(jiān)測系統(tǒng)多采用皮下植入的參比電極，其穩(wěn)定性和可靠性尚不能讓人滿意。皮膚參比電極不與人體內(nèi)環(huán)境相接觸，可有效的解決上述問題，目前已越來越多的弓I起人彳丨3的注意。
[0004]現(xiàn)在臨床廣泛使用的動態(tài)血糖監(jiān)測系統(tǒng)工作電極多由5-8層結(jié)構(gòu)組成，每一層的制作工藝都影響了傳感器的性能，其制作過程復(fù)雜、可靠性差。另外存在的一個(gè)主要問題是對組織損害較嚴(yán)重，需要同時(shí)將參比電極和工作電極植入皮下，且皮下探針的長度多在4mm以上。這就增加了患者的痛苦，減少了患者的依從性，不利于患者病情控制。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明專利涉及一種組織液組分傳感器，包括一個(gè)皮膚參比電極，一個(gè)或多個(gè)皮下工作電極，可實(shí)時(shí)監(jiān)測組織液血糖、乳酸、肌酐、谷草轉(zhuǎn)氨酶等多種關(guān)系人體代謝狀況的生理指標(biāo)。
[0006]本發(fā)明所述組織液組分傳感器，包括一個(gè)皮膚參比電極。所述皮膚參比電極包括一個(gè)絕緣基片及其下的一個(gè)銀/氯化銀電極基片，銀/氯化銀電極基片與導(dǎo)電線相連并固定在絕緣基片下。銀/氯化銀電極基片下面涂有導(dǎo)電膠，上述導(dǎo)電膠周邊有一圈絕緣限制層。該皮膚電極不與人體內(nèi)環(huán)境相接觸，減少了患者的組織損傷，增加了傳感器的穩(wěn)定性、
可靠性。
[0007]本發(fā)明所述組織液組分傳感器，包括一個(gè)皮下工作電極，所述工作電極固定在一個(gè)絕緣基片上。所述工作電極周圍為絕緣隔離層。所述皮下工作電極有一金屬針芯，金屬針芯與導(dǎo)電線相連并固定在絕緣基片下。金屬針芯外有一鉬納米顆粒、泛醌、酶、生物相容性包裹材料組成的酶促反應(yīng)層。該酶促反應(yīng)層的鉬納米顆粒由化學(xué)還原法制備，在氯鉬酸溶液里面加入硼氫化鈉等還原劑還原高價(jià)鉬到鉬單質(zhì)，然后經(jīng)過洗滌、過濾、干燥、煅燒等處理后得到直徑為2-5nm的催化劑鉬納米粉體。該酶促反應(yīng)層以泛醌作為電子傳遞體。上述鉬納米顆粒、泛醌、生物酶等與被有機(jī)溶劑稀釋的硅橡膠、乙酸纖維素等混合，超聲震蕩混勻。金屬針芯浸入上述混合液，采用專業(yè)提拉機(jī)以20mm/分鐘的速度緩慢提拉，烘干形成酶促反應(yīng)層。本發(fā)明所涉及的工作電極由提拉法一次成型，極大的簡化了傳感器的結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝，增加了傳感器的生產(chǎn)穩(wěn)定性。
[0008]本發(fā)明所述的組織液組分傳感器，其特征是皮膚參比電極和工作電極可獨(dú)立存在或皮膚參比電極和工作電極可共用同一個(gè)絕緣基片，工作電極居中，皮膚參比電極成環(huán)形圍繞工作電極，所述皮膚參比電極和工作電極之間有絕緣隔離層。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明皮膚參比電極和工作電極獨(dú)立存在時(shí)的外形結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本發(fā)明皮膚參比電極和工作電極共用同一個(gè)絕緣基片時(shí)的外形結(jié)構(gòu)示意圖和冠狀面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3是本發(fā)明在正常人體內(nèi)的電流-時(shí)間曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0012]實(shí)施例1
[0013]組織液組分傳感器，包括一個(gè)皮膚參比電極(I)，一個(gè)或多個(gè)皮下工作電極2)。所述皮膚參比電極(I)有絕緣基片(11)。該絕緣基片下固定有一個(gè)銀/氯化銀電極基片(12)，銀/氯化銀電極基片與導(dǎo)電線相連并固定在絕緣基片下，工作時(shí)該導(dǎo)電線與外接
0.5V電源負(fù)極相連。銀/氯化銀電極基片下面涂有導(dǎo)電膠(13)，導(dǎo)電膠(13)周邊有一圈絕緣限制層(14)，該導(dǎo)電膠與皮膚相接觸。所述工作電極固定在一個(gè)絕緣基片上。所述工作電極周圍為絕緣隔離層。所述皮下工作電極有一金屬針芯，金屬針芯與導(dǎo)電線相連并固定在絕緣基片下，與外接0.5V電源正極相連。金屬針芯外有一鉬納米顆粒、泛醌、酶、生物相容性包裹材料組成的酶促反應(yīng)層。該酶促反應(yīng)層的鉬納米顆粒由化學(xué)還原法制備，在氯鉬酸溶液里面加入硼氫化鈉等還原劑還原高價(jià)鉬到鉬單質(zhì)，然后經(jīng)過洗滌、過濾、干燥、煅燒等處理后得到直徑為2-5nm的催化劑鉬納米粉體。該酶促反應(yīng)層以泛醌作為電子傳遞體。上述鉬納米顆粒、泛醌、生物酶等與被有機(jī)溶劑稀釋的硅橡膠、乙酸纖維素等混合，超聲震蕩混勻。金屬針芯浸入上述混合液，采用專業(yè)提拉機(jī)以20mm/分鐘的速度緩慢提拉，烘干形成酶促反應(yīng)層。該酶促反應(yīng)層表面利用聚乙烯吡咯烷酮做親水性處理。
[0014]實(shí)施例2
[0015]本例組織液組分傳感器的皮膚參比電極和工作電極共用同一個(gè)絕緣基片，工作電極居中，皮膚參比電極成環(huán)形圍繞工作電極，所述皮膚參比電極和工作電極之間有絕緣隔離層(圖2)。其他結(jié)構(gòu)與例I相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.組織液組分傳感器，其特征是包括一個(gè)皮膚參比電極(I)。2.如權(quán)利要求1所述的組織液組分傳感器，其特征是所述皮膚參比電極(I)包含一個(gè)絕緣基片(11)。3.如權(quán)利要求2所述的組織液組分傳感器，其特征是所述絕緣基片下固定有一個(gè)銀/氯化銀電極基片(12)，銀/氯化銀電極基片與導(dǎo)電線相連并固定在絕緣基片下。銀/氯化銀電極基片下面涂有導(dǎo)電膠(13)。4.如權(quán)利要求3所述的組織液組分傳感器，其特征是所述導(dǎo)電膠(13)周邊有一圈絕緣限制層(14)。5.組織液組分傳感器，其特征是包含I個(gè)或多個(gè)皮下工作電極(2)，所述工作電極固定在一絕緣基片(21)上，所述工作電極周圍為絕緣隔離層(22)。所述皮下工作電極有一金屬針芯。金屬針芯與導(dǎo)電線相連并固定在絕緣基片下。6.如權(quán)利要求5所述的組織液組分傳感器，其特征是所述金屬針芯外有一層由鉬納米顆粒、泛醌、酶、生物相容性包裹材料組成的酶促反應(yīng)層。7.如權(quán)利要求6所述的組織液組分傳感器，其特征是所述酶促反應(yīng)層的鉬納米顆粒直徑為2-5nm，所述酶促反應(yīng)層以泛醌作為電子傳遞體，所述所述酶促反應(yīng)層以硅橡膠、乙酸纖維素等高分子材料為包裹材料，所述酶促反應(yīng)層以提拉法一次成型。8.如權(quán)利要求5所述的組織液組分傳感器，其特征是所述皮下工作電極長度小于4mm，大于2mmο9.組織液組分傳感器，其特征是皮膚參比電極和工作電極可獨(dú)立存在(圖1)或皮膚參比電極和工作電極可共用同一個(gè)絕緣基片，工作電極居中，皮膚參比電極成環(huán)形圍繞工作電極，所述皮膚參比電極和工作電極之間有絕緣隔離層(圖2)。
【文檔編號】A61B5/00GK105877694SQ201410449775
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年8月30日
【發(fā)明人】孫宗正
【申請人】孫宗正