连续血糖监测用长寿命植入式葡萄糖传感器及其制备方法_2

文档序号:9622681阅读:来源:国知局
-Ir线圈31内的GOD载体32 ; 滴涂负载在GOD载体32及Pt-Ir线圈31上的GOD33 ;及 涂覆在Pt-Ir线圈31外部的化oxy-PU半透膜34。该化oxy-PU半透膜是一种多孔聚 合物,呈现出一系列细小的孔桐,孔径大致为0.5-1μπι,如图2所示。当用于传感器半透膜 时,它可W起到筛分作用,将一些小分子(UA,ΑΑ等)过滤掉,从而提高传感器的线性范围。
[0023] 所述的工作电极还包含封装膜35,该膜层为没有孔道的密实PU膜,用于防止信号 从边缘泄露。
[0024] 所述的Pt-Ir丝10为医用级销银丝,直径为50-250μm,销和银的比例W质量 比计为9:1 - 7:3。
[00幼 所述的Pt-Ir线圈31包含5-8圈,外径为0. 5 - 2mm,内径为0.375 - 1.75mm。
[0026] 所述的GOD载体32选用医用棉花、丝铜、多孔碳纤维中的任意一种或几种的组合。
[0027] 所述的化oxy-PU半透膜由四氨巧喃、聚氨醋、十二烷基聚四氧乙締酸、及双组份 环氧胶粘剂构成。
[0028] 所述的工作电极包覆在水凝胶(图中未示)中,所述的水凝胶选择PVA(聚乙締醇)-阳G谏乙二醇)水凝胶或肥MA(甲基丙締酸径乙醋)-PAM谏丙締酷胺)水凝胶。
[0029] 上述的连续血糖监测用长寿命植入式葡萄糖传感器的制备方法包含W下具体步 骤: 1) 取长约4 - 10cm的医用级销银丝,直径为50 - 250μπι,销和银的比例为9:1 - 7:3; 2) 剥离去除表面涂覆的Teflon(聚四氣乙締)或FEP(氣化乙締丙締)涂层,剥离面积 为末端1-3cm左右,然后在超纯水中超声处理5mins; 3) 用无水乙醇擦拭的綴子将上述销银丝沿着皮下注射针头(20-50gauge)紧密盘旋 缠绕5 - 8圈,获得Pt-Ir合金螺旋线圈,其外径约为0. 5 - 2mm,内径约为0.375 - 1.75 mm; 4) 将一小股纤维材料(包括医用棉花、丝铜、多孔碳纤维等)嵌入线圈内,用W提高GOD 固定载量; 5) 采用经典的化学交联的方法,W戊二醒(GA)为交联剂,将葡萄糖氧化酶(GOD)与牛 血清蛋白BSA配制成氧化酶溶液,并在摇床上使其均匀混合; 6) 采用多种GOD配比的酶配方(GOD含量优选为1. 0-6.Omg),将上文所述的电极垂直 悬挂在可移动胶带上,用移液枪移取4 - 20μL酶溶液滴涂到电极上面1 - 3次,其中滴 涂前后间隔为30mins,然后让修饰电极在室溫环境下干燥比; 7) 将四氨巧喃(THF),聚氨醋(PU),十二烷基聚四氧乙締酸(Brij30)及双组份环氧胶 粘剂(Epo巧)按比例配置成化oxy-PU溶液; 8) 将担载过GOD的螺旋电极垂直悬挂,使用移液枪分别移取2 - 10μLEpoxy-PU溶液 (购自Sigma试剂公司),滴涂或喷涂到不同配方酶电极上,Epoxy-PU含量巧中优选PU含量 为lO-lOOmg)及涂覆量(优选4 - 20μL)对半透膜的孔隙率有重要影响; 9) 将修饰化oxy-PU的酶电极放置在室溫下干燥30 - 60mins,然后放置在70 - 100 °C恒溫干燥箱中固化20 - 60mins; 10) 制备完成的电极,置于0. 15Μ的PBS缓冲溶液中,并在4 °C环境下冷藏; 11) 选用50 - 250μL?的Ag丝,采用恒电流法,电流为0. 1 - 0.3mA,浸溃在0.01 - 0. 2mol/L肥1溶液中,氯化3 - 8个小时完成Ag/AgCl参比电极的制备; 12) 将配置好不同PVA(聚乙締醇)-阳G(聚乙二醇)或HEMA(甲基丙締酸径乙醋)-PAM谏丙締酷胺)配比的水凝胶,在恒定的磁力揽拌速度下,控溫100 - 150°C加热1-5h, 直到溶液出现透明的絮状物; 13) 待水凝胶溶液室溫冷却后,采用医用注射器(针头(15G))将水凝胶溶液吸入,使 针头内腔充满水凝胶,并将最优化oxy-PU螺旋电极塞入填满水凝胶针头的内腔,然后放入 (-20 °C)冰箱冷冻 6 - 12h。
[0030] 14)冷冻后,将电极取出并置于室溫下解冻半个小时,然后用酒精擦拭的消毒的剪 刀将两端过于突出的水凝胶部分修整掉,并在显微镜中观察其形貌,均一程度等; 15) 实验采用CHI660D电化学工作站(上海辰华)的Ξ电极体系:其中自制的销银螺旋 线圈电极为工作电极,Pt丝为对电极,Ag/AgCl为参比电极。在自制的聚四氣乙締电化学反 应池中,W憐酸盐缓冲液(PBS)作为支持电解质,加入适量葡萄糖溶液,用循环伏安法和计 时电流法的电化学表征方法对所制备的电极进行测试; 16) 循环伏安测试是在静态溶液中进行,电位范围是0.2 - 0.8V(VS.SCE),扫描速 率为50 - 200mV/s,同时在磁力揽拌的电解池中进行; 17) 采用上述Ξ电极系统,考察传感器中销银电极的葡萄糖检测范围及灵敏度。采用计 时电流法对葡萄糖溶液浓度进行检测,检测电位为0.45 - 0.7V,葡萄糖浓度的考察范围为 2-30mmol/L; 18) 采用上述Ξ电极系统,考察复合电极对葡萄糖检测时常见干扰物的抗干扰能力。该 干扰物包括抗坏血酸、尿酸、多己胺等,要求干扰物对复合电极的响应信号不超过葡萄糖响 应信号的5%。
[0031] W下结合实施例具体说明本发明的技术方案。
[003引实施例1螺旋销-银金电极江作电极)的制备 1. 取长约4 - 7cm的医用级销银丝,剥离去除末端1cm左右的Teflon涂层,在超纯水 中超声处理5mins; 2. 将销银丝沿着皮下注射针头(30gauge)紧密盘旋缠绕5 - 8圈,获得Pt-Ir线圈 (销银丝沿着针头缠绕,完成后将针头取出,留下螺旋)外径约为1mm,内径约为0. 85mm; 3. 将一小股纤维材料(典型的纤维材料为医院用棉花,将其束紧后,穿过螺旋,修剪掉 两端多余部分)嵌入线圈内,用W提高GOD固定载量; 4. WGA为交联剂,选用不同GOD含量与BSA配制成氧化酶溶液,并在摇床上使其均匀 混合; 5. 用10μL的移液枪移取8μL酶溶液滴涂到修饰电极(只包覆Pt-Ir螺旋工作电 极部分)上面两次,其中滴涂前后间隔为30mins,修饰电极在室溫环境下干燥比,然后放置 在80°C恒溫干燥箱中固化20mins。制备完成的电极,置于0.15Μ的PBS缓冲溶液中,并 在4°C环境下冷藏待用。
[0033] 实施例2GOD含量对传感器灵敏度的影响 1. 重复实施例1中的1 - 3步骤; 2.WGA为交联剂,选用GOD含量分别为4mg、3mg、2. 5mg和1. 5mg,与同质量的BSA配 制成氧化酶溶液,并在摇床上使其均匀混合; 3. 移取8μL酶溶液滴涂到修饰电极上面两次,其中滴涂前后间隔为30mins,然后让 修饰电极在室溫环境下干燥比,修饰电极在室溫环境下干燥比,然后放置在80°C恒溫干燥 箱中固化20mins。制备完成的电极,置于0.15Μ的PBS缓冲溶液中,并在4 °C环境下冷 藏待用; 4. 实验采用CHI660D电化学工作站的Ξ电极体系:其中自制的销银螺旋线圈电极为 工作电极,Pt丝为对电极,Ag/AgCl为参比电极。采用计时电流法对葡萄糖溶液浓度进行 检测,检测电位为0.45 - 0.7V,葡萄糖浓度的考察范围为2 - 30mmol/L;实验结果如表1 所示,考虑到植入后传感器面临"氧缺乏",因此优选的GOD含量为2. 5mg。
[0034]表1:不同GOD含量下传感器的性能比较
实施例3PU涂覆量对传感器灵敏度的影响 1. 重复实施例1中的1 - 4步骤; 2. 移取2μL4μL和6μL酶溶液滴涂到修饰电极上面两次,其中滴涂前后间隔为30 mins,然后让修饰电极在室溫环境下干燥比,修饰电极在室溫环境下干燥比,然后放置在 80°C恒溫干燥箱中固化20mins。制备完成的电极,置于0.15Μ的PBS缓冲溶液中,并在 4 °C环境下冷藏待用; 3. 实验采用CHI660D电化学工作站的Ξ电极体系:其中自制的销银螺旋线圈电极为工 作电极,Pt丝为对电极,Ag/AgCl为参比电极。采用计时电流法对葡萄糖溶液浓度进行检 巧。,检测电位为0.45 - 0.7V,葡萄糖浓度的考察范围为2 - 30mmol/L。如图3a所示,为
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