GOD-1/Epoxy-PU电极在5ml葡萄糖溶液中不同扫速下的循环伏安曲线，图3b为电极的峰 电流与扫速之间的线性关系图。图3b表明氧化峰电流与扫描速率呈现出良好的线性关系， 说明GOD-1/Epoxy-PU(表1中GOD含量为3mg样品）电极对葡萄糖的电催化氧化反应是一 个典型的表面控制过程的电化学行为； 4. 为减少氧气对葡萄糖底物的影响，我们设计出另外一组氧化酶配比（G0D-2,为了降 低响应电流值，将GOD值改为2. 5mg)，从图4可W看出，在该传感器外层滴加的2μL4μL 和6μL化oxy-PU时，都可W实现了葡萄糖浓度从2 -30ml生理区间的响应。值得关注的 是，该电极获得的葡萄糖响应电流值降到1μΑW内，较GOD-1/Epoxy-PU电极大幅下降； 5. 考察GOD-2/Epoxy-PU电极添加不同PU涂覆量的性能参数巧日表2和表3所示)，滴 加2μLEpoxy-PU时，能在较短的时间内（100s)达到平衡，各项综合指标WPU涂覆量为2 μL时的电极性能最佳。
[003引表2 :不同PU量涂覆后的葡萄糖电流响应值
实施例4传感器抗干扰测试 1. 重复实施例1中的1 - 5步骤； 2. 采用上述Ξ电极系统，通过计时伏安法将复合电极对常见干扰物如抗坏血酸、尿酸 等与葡萄糖进行对比测试。当背景电流达到稳态的时候，先添加5mmol/L葡萄糖，待电流信 号平稳后，再添加0. 5mmol/L的抗坏血酸和尿酸可W发现干扰物引起的电流信号小于葡萄 糖响应信号的3%。此后，再加入5mmol/L的葡萄糖溶液，电流响应信号提高值与之前响应值 一致，参见图5。此外，多己胺、果糖等干扰物质引起的电流信号与抗坏血酸和尿酸类似，可 见，该复合电极具有很好的抗干扰能力。
[0036] 实施例5复合聚合物涂覆后传感器的性能 1. 重复实施例1中的1 - 5步骤； 2. 将配置好不同PVA(聚乙締醇)-阳G(聚乙二醇)配比的水凝胶，在恒定的磁力揽拌 速度下，控溫150 °C加热3h，直到溶液出现透明的絮状物，其中PVA-PEG比例对其微结构 有重要影响； 3. 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12h; 4. 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； 5. 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。从图6中可W看 至IJ，水凝胶涂覆后传感器获得标准的计时电流响应曲线。表4和表5表明响应速度随着配 方的改变有着较大变化，其中配方3各项性能最佳。
[0037]表4 :不同配比的水凝胶涂层电极对葡萄糖浓度的电流响应值
注：固定PVA+PEG含量为15%，其中配方1为阳G15%，配方2为5%PVA+10%PEG，配方3 为 10%PVAW%PEG，配方 4 为 15%PVA。
[003引表5 :不同配比水凝胶涂层电极的性能参数
综上所述，本发明的传感器的工作电极采用螺旋型销银合金电极来担载更多含量的葡 萄糖氧化酶（G0D)，可W减少过氧化氨的聚集造成GOD的毒害，从而延长传感器植入后的寿 命；选择性半透膜选用生物相容性好的化oxy-PU膜层，通过调节配方及涂覆量来控制半透 膜形貌及氧气透过量；在半透膜外层采用PVA-PEG复合水凝胶层来缓解纤维包膜和蛋白质 渺积，提高传感器的生物相容性。本发明制备出的传感器灵敏度控制在20 - 50nA/mmol， 可线性检测生理范围内2 - 30mmol葡萄糖溶液，同时具有良好的长期稳定性和抗干扰性。
[0039] 尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的 描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的 多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【主权项】
1. 一种连续血糖监测用长寿命植入式葡萄糖传感器，其特征在于，该传感器包含： 包覆有涂层的Pt-Ir丝（10); 环绕设置在Pt-Ir丝（10)上的参比电极（20);及 设置在Pt-Ir丝（10)端部的工作电极，该工作电极包含： 由包覆有涂层的Pt-Ir丝（10)端部去除涂层的Pt-Ir丝形成的Pt-Ir线圈（31)， 嵌入设置在Pt-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GOD(33);及 涂覆在Pt-Ir线圈（31)外部的Epoxy-PU半透膜（34)。2. 如权利要求1所述的葡萄糖传感器，其特征在于，所述的工作电极还包含封装膜 (35)〇3. 如权利要求1或2所述的葡萄糖传感器，其特征在于，所述的工作电极包覆在水凝胶 中，所述的水凝胶选择聚乙烯醇-聚乙二醇水凝胶或甲基丙烯酸羟乙酯-聚丙烯酰胺水凝 胶。4. 如权利要求1所述的葡萄糖传感器，其特征在于，所述的Pt-Ir丝（10)为医用级铂 铱丝，直径为50 - 250μπι，铂和铱的比例以质量比计为9:1 - 7:3。5. 如权利要求1所述的葡萄糖传感器，其特征在于，所述的Pt-Ir丝（10)的包覆涂层 为聚四氟乙烯涂层或氟化乙烯丙烯涂层。6. 如权利要求1所述的葡萄糖传感器，其特征在于，所述的参比电极（20)为Ag/AgCl 参比电极。7. 如权利要求1所述的葡萄糖传感器，其特征在于，Pt-Ir线圈（31)包含5-8圈，外径 为 0· 5 - 2mm，内径为 0· 375 - 1. 75mm。8. 如权利要求1所述的葡萄糖传感器，其特征在于，GOD载体（32)选用医用棉花、丝绸、 多孔碳纤维中的任意一种或几种的组合。9. 如权利要求1所述的葡萄糖传感器，其特征在于，所述的Epoxy-PU半透膜（34)由四 氢呋喃、聚氨酯、十二烷基聚四氧乙烯醚、及双组份环氧胶粘剂构成。10. -种根据权利要求1所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，其特征在于，该方法包含以下具体步骤： 步骤1，取医用铂铱丝，去除其端部表面涂层； 步骤2,将去除涂层的铂铱丝缠绕成具有线圈结构的Pt-Ir线圈（31); 步骤3,在Pt-Ir线圈（31)内嵌入设置G0D载体（32); 步骤4,将G0D(33)配成氧化酶溶液，滴涂到Pt-Ir线圈（31)及G0D载体（32)上，完 成G0D负载； 步骤5,喷涂Epoxy-PU半透膜（34)，使得Pt-Ir线圈（31)外部完全涂覆Epoxy-PU半透 膜(34); 步骤6,在包覆有涂层的Pt-Ir丝（10)上制备参比电极（20)，从而制得连续血糖监测用 长寿命植入式葡萄糖传感器。
【专利摘要】本发明公开了一种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，该传感器包含：包覆有涂层的Pt-Ir丝；环绕设置在Pt-Ir丝上的参比电极；及，设置在Pt-Ir丝端部的工作电极，该工作电极包含：由包覆有涂层的Pt-Ir丝端部去除涂层的Pt-Ir丝形成的Pt-Ir线圈，嵌入设置在Pt-Ir线圈内的GOD载体；滴涂负载在GOD载体及Pt-Ir线圈上的GOD；及，涂覆在Pt-Ir线圈外部的Epoxy-PU半透膜。本发明提供的传感器灵敏度控制在20-50？nA/mmol，可线性检测生理范围内2-30mmol葡萄糖溶液，超过人体所需葡萄糖检测浓度，且线性度超过98.50%，同时具有良好的长期稳定性和抗干扰性，保存六个月灵敏度仍然达到初始值的80%，同时坏血酸、尿酸、多巴胺等干扰物的响应信号低于葡萄糖响应信号的3%。
【IPC分类】A61B5/1486, A61B5/1473
【公开号】CN105380669
【申请号】CN201510682823
【发明人】朱志刚, 余江渊
【申请人】上海第二工业大学
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月21日