組織液組分傳感器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及一種組織液組分傳感器，屬于生物傳感器領域，包括一個皮膚參比電極(1)，一個或多個皮下工作電極(2)，可實時監測組織液血糖、乳酸、肌酐、谷草轉氨酶等多種關系人體代謝狀況的生化指標。該傳感器工作電極采用提拉法一次成型，結構簡單、結果可靠性高，可根據患者個體差異選擇不同的探針組合，適合組織液中關系到人體身體健康的關鍵指標的實時監測。
【專利說明】
組織液組分傳感器
技術領域
[0001]本發明專利涉及一種組織液組分傳感器，屬于生物傳感器領域，包括一個皮膚參比電極(I)，一個或多個皮下工作電極(2)，可實時監測組織液血糖、乳酸、肌酐、谷草轉氨酶等多種關系人體代謝狀況的生理指標。
【背景技術】
[0002]組織液是多細胞生物體內細胞生活的內環境，是血液與組織細胞間進行物質交換的媒介。絕大部分組織液呈凝膠狀態，不能自由流動，但凝膠中的水及溶解于水和各種溶質分子的彌散運動并不受凝膠的阻礙，仍可與血液和細胞內液進行物質交換。除大分子的蛋白質以外，血漿中的水及其他小分子物質均可濾過毛細血管壁以完成血液與組織液之間的物質交換，所以組織液成分基本與血漿相同。現在對于人體生化指標的的檢測大都采用血液標本，檢測血漿中血糖、乳酸、肌酐、谷草轉氨酶等的含量以評估人體的生理狀態，但血液標本提取程序復雜且只能完成某一時間點的某成分的檢測，從而造成檢測結果存在著一定的片面性和不準確性。組織液成分與血漿成分類似且與細胞內液緊密相連，組織液各組分水平更能真實的代表人體的生理狀況。目前已出現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血糖監測系統。連續血糖圖譜有效地解決了在糖尿病治療中血糖監測盲點的問題。為患者提供個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生。
[0003]目前人們對于皮下傳感器研究的重點大多為提高工作電極的性能，從而期望得到穩定可靠的檢測結果，對參比電極的研究較少。參比電極是測量各種電極電勢時作為參照比較的電極。在參比電極上進行的電極反應必須是單一的可逆反應，電極電勢穩定和重現性好。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，結構和電極電位會隨著使用環境的變化而變化。人體內環境中氯離子濃度和溫度均在一個較大范圍內波動，且組織液中的大分子如蛋白質等均易吸附在參比電極表面從而影響電極電位的穩定。目前投入臨床應用的動態血糖監測系統多采用皮下植入的參比電極，其穩定性和可靠性尚不能讓人滿意。皮膚參比電極不與人體內環境相接觸，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]現在臨床廣泛使用的動態血糖監測系統工作電極多由5-8層結構組成，每一層的制作工藝都影響了傳感器的性能，其制作過程復雜、可靠性差。另外存在的一個主要問題是對組織損害較嚴重，需要同時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。
【發明內容】
[0005]本發明專利涉及一種組織液組分傳感器，包括一個皮膚參比電極，一個或多個皮下工作電極，可實時監測組織液血糖、乳酸、肌酐、谷草轉氨酶等多種關系人體代謝狀況的生理指標。
[0006]本發明所述組織液組分傳感器，包括一個皮膚參比電極。所述皮膚參比電極包括一個絕緣基片及其下的一個銀/氯化銀電極基片，銀/氯化銀電極基片與導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電膠，上述導電膠周邊有一圈絕緣限制層。該皮膚電極不與人體內環境相接觸，減少了患者的組織損傷，增加了傳感器的穩定性、
可靠性。
[0007]本發明所述組織液組分傳感器，包括一個皮下工作電極，所述工作電極固定在一個絕緣基片上。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層。該酶促反應層的鉬納米顆粒由化學還原法制備，在氯鉬酸溶液里面加入硼氫化鈉等還原劑還原高價鉬到鉬單質，然后經過洗滌、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，采用專業提拉機以20mm/分鐘的速度緩慢提拉，烘干形成酶促反應層。本發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構及生產工藝，增加了傳感器的生產穩定性。
[0008]本發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立存在或皮膚參比電極和工作電極可共用同一個絕緣基片，工作電極居中，皮膚參比電極成環形圍繞工作電極，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是本發明皮膚參比電極和工作電極獨立存在時的外形結構示意圖。
[0010]圖2是本發明皮膚參比電極和工作電極共用同一個絕緣基片時的外形結構示意圖和冠狀面結構示意圖。
[0011]圖3是本發明在正常人體內的電流-時間曲線。
【具體實施方式】
[0012]實施例1
[0013]組織液組分傳感器，包括一個皮膚參比電極(I)，一個或多個皮下工作電極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銀/氯化銀電極基片(12)，銀/氯化銀電極基片與導電線相連并固定在絕緣基片下，工作時該導電線與外接
0.5V電源負極相連。銀/氯化銀電極基片下面涂有導電膠(13)，導電膠(13)周邊有一圈絕緣限制層(14)，該導電膠與皮膚相接觸。所述工作電極固定在一個絕緣基片上。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層。該酶促反應層的鉬納米顆粒由化學還原法制備，在氯鉬酸溶液里面加入硼氫化鈉等還原劑還原高價鉬到鉬單質，然后經過洗滌、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，采用專業提拉機以20mm/分鐘的速度緩慢提拉，烘干形成酶促反應層。該酶促反應層表面利用聚乙烯吡咯烷酮做親水性處理。
[0014]實施例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絕緣基片，工作電極居中，皮膚參比電極成環形圍繞工作電極，所述皮膚參比電極和工作電極之間有絕緣隔離層(圖2)。其他結構與例I相同。
【主權項】
1.組織液組分傳感器，其特征是包括一個皮膚參比電極(I)。2.如權利要求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)包含一個絕緣基片(11)。3.如權利要求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銀/氯化銀電極基片(12)，銀/氯化銀電極基片與導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電膠(13)。4.如權利要求3所述的組織液組分傳感器，其特征是所述導電膠(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個或多個皮下工作電極(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。金屬針芯與導電線相連并固定在絕緣基片下。6.如權利要求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層。7.如權利要求6所述的組織液組分傳感器，其特征是所述酶促反應層的鉬納米顆粒直徑為2-5nm，所述酶促反應層以泛醌作為電子傳遞體，所述所述酶促反應層以硅橡膠、乙酸纖維素等高分子材料為包裹材料，所述酶促反應層以提拉法一次成型。8.如權利要求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立存在(圖1)或皮膚參比電極和工作電極可共用同一個絕緣基片，工作電極居中，皮膚參比電極成環形圍繞工作電極，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
【發明人】孫宗正
【申請人】孫宗正