组织液组分传感器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种组织液组分传感器，属于生物传感器领域，包括一个皮肤参比电极(1)，一个或多个皮下工作电极(2)，可实时监测组织液血糖、乳酸、肌酐、谷草转氨酶等多种关系人体代谢状况的生化指标。该传感器工作电极采用提拉法一次成型，结构简单、结果可靠性高，可根据患者个体差异选择不同的探针组合，适合组织液中关系到人体身体健康的关键指标的实时监测。
【专利说明】
组织液组分传感器
技术领域
[0001]本发明专利涉及一种组织液组分传感器，属于生物传感器领域，包括一个皮肤参比电极(I)，一个或多个皮下工作电极(2)，可实时监测组织液血糖、乳酸、肌酐、谷草转氨酶等多种关系人体代谢状况的生理指标。
【背景技术】
[0002]组织液是多细胞生物体内细胞生活的内环境，是血液与组织细胞间进行物质交换的媒介。绝大部分组织液呈凝胶状态，不能自由流动，但凝胶中的水及溶解于水和各种溶质分子的弥散运动并不受凝胶的阻碍，仍可与血液和细胞内液进行物质交换。除大分子的蛋白质以外，血浆中的水及其他小分子物质均可滤过毛细血管壁以完成血液与组织液之间的物质交换，所以组织液成分基本与血浆相同。现在对于人体生化指标的的检测大都采用血液标本，检测血浆中血糖、乳酸、肌酐、谷草转氨酶等的含量以评估人体的生理状态，但血液标本提取程序复杂且只能完成某一时间点的某成分的检测，从而造成检测结果存在着一定的片面性和不准确性。组织液成分与血浆成分类似且与细胞内液紧密相连，组织液各组分水平更能真实的代表人体的生理状况。目前已出现一些皮下传感器以检测组织液组分以评估人体生理状况，比较常见的是各种动态血糖监测系统。连续血糖图谱有效地解决了在糖尿病治疗中血糖监测盲点的问题。为患者提供个性化的治疗解决方案，使患者血糖得到更好控制，并能够帮助减少直至杜绝低血糖的发生。
[0003]目前人们对于皮下传感器研究的重点大多为提高工作电极的性能，从而期望得到稳定可靠的检测结果，对参比电极的研究较少。参比电极是测量各种电极电势时作为参照比较的电极。在参比电极上进行的电极反应必须是单一的可逆反应，电极电势稳定和重现性好。比较常用的参比电极有甘汞电极、银/氯化银电极等，其中以银/氯化银电极应用最为广泛。银/氯化银电极的电极电势与溶液中氯离子浓度和所处温度有关，结构和电极电位会随着使用环境的变化而变化。人体内环境中氯离子浓度和温度均在一个较大范围内波动，且组织液中的大分子如蛋白质等均易吸附在参比电极表面从而影响电极电位的稳定。目前投入临床应用的动态血糖监测系统多采用皮下植入的参比电极，其稳定性和可靠性尚不能让人满意。皮肤参比电极不与人体内环境相接触，可有效的解决上述问题，目前已越来越多的弓I起人彳丨3的注意。
[0004]现在临床广泛使用的动态血糖监测系统工作电极多由5-8层结构组成，每一层的制作工艺都影响了传感器的性能，其制作过程复杂、可靠性差。另外存在的一个主要问题是对组织损害较严重，需要同时将参比电极和工作电极植入皮下，且皮下探针的长度多在4mm以上。这就增加了患者的痛苦，减少了患者的依从性，不利于患者病情控制。
【发明内容】
[0005]本发明专利涉及一种组织液组分传感器，包括一个皮肤参比电极，一个或多个皮下工作电极，可实时监测组织液血糖、乳酸、肌酐、谷草转氨酶等多种关系人体代谢状况的生理指标。
[0006]本发明所述组织液组分传感器，包括一个皮肤参比电极。所述皮肤参比电极包括一个绝缘基片及其下的一个银/氯化银电极基片，银/氯化银电极基片与导电线相连并固定在绝缘基片下。银/氯化银电极基片下面涂有导电胶，上述导电胶周边有一圈绝缘限制层。该皮肤电极不与人体内环境相接触，减少了患者的组织损伤，增加了传感器的稳定性、
可靠性。
[0007]本发明所述组织液组分传感器，包括一个皮下工作电极，所述工作电极固定在一个绝缘基片上。所述工作电极周围为绝缘隔离层。所述皮下工作电极有一金属针芯，金属针芯与导电线相连并固定在绝缘基片下。金属针芯外有一钼纳米颗粒、泛醌、酶、生物相容性包裹材料组成的酶促反应层。该酶促反应层的钼纳米颗粒由化学还原法制备，在氯钼酸溶液里面加入硼氢化钠等还原剂还原高价钼到钼单质，然后经过洗涤、过滤、干燥、煅烧等处理后得到直径为2-5nm的催化剂钼纳米粉体。该酶促反应层以泛醌作为电子传递体。上述钼纳米颗粒、泛醌、生物酶等与被有机溶剂稀释的硅橡胶、乙酸纤维素等混合，超声震荡混匀。金属针芯浸入上述混合液，采用专业提拉机以20mm/分钟的速度缓慢提拉，烘干形成酶促反应层。本发明所涉及的工作电极由提拉法一次成型，极大的简化了传感器的结构及生产工艺，增加了传感器的生产稳定性。
[0008]本发明所述的组织液组分传感器，其特征是皮肤参比电极和工作电极可独立存在或皮肤参比电极和工作电极可共用同一个绝缘基片，工作电极居中，皮肤参比电极成环形围绕工作电极，所述皮肤参比电极和工作电极之间有绝缘隔离层。
【附图说明】
[0009]图1是本发明皮肤参比电极和工作电极独立存在时的外形结构示意图。
[0010]图2是本发明皮肤参比电极和工作电极共用同一个绝缘基片时的外形结构示意图和冠状面结构示意图。
[0011]图3是本发明在正常人体内的电流-时间曲线。
【具体实施方式】
[0012]实施例1
[0013]组织液组分传感器，包括一个皮肤参比电极(I)，一个或多个皮下工作电极2)。所述皮肤参比电极(I)有绝缘基片(11)。该绝缘基片下固定有一个银/氯化银电极基片(12)，银/氯化银电极基片与导电线相连并固定在绝缘基片下，工作时该导电线与外接
0.5V电源负极相连。银/氯化银电极基片下面涂有导电胶(13)，导电胶(13)周边有一圈绝缘限制层(14)，该导电胶与皮肤相接触。所述工作电极固定在一个绝缘基片上。所述工作电极周围为绝缘隔离层。所述皮下工作电极有一金属针芯，金属针芯与导电线相连并固定在绝缘基片下，与外接0.5V电源正极相连。金属针芯外有一钼纳米颗粒、泛醌、酶、生物相容性包裹材料组成的酶促反应层。该酶促反应层的钼纳米颗粒由化学还原法制备，在氯钼酸溶液里面加入硼氢化钠等还原剂还原高价钼到钼单质，然后经过洗涤、过滤、干燥、煅烧等处理后得到直径为2-5nm的催化剂钼纳米粉体。该酶促反应层以泛醌作为电子传递体。上述钼纳米颗粒、泛醌、生物酶等与被有机溶剂稀释的硅橡胶、乙酸纤维素等混合，超声震荡混匀。金属针芯浸入上述混合液，采用专业提拉机以20mm/分钟的速度缓慢提拉，烘干形成酶促反应层。该酶促反应层表面利用聚乙烯吡咯烷酮做亲水性处理。
[0014]实施例2
[0015]本例组织液组分传感器的皮肤参比电极和工作电极共用同一个绝缘基片，工作电极居中，皮肤参比电极成环形围绕工作电极，所述皮肤参比电极和工作电极之间有绝缘隔离层(图2)。其他结构与例I相同。
【主权项】
1.组织液组分传感器，其特征是包括一个皮肤参比电极(I)。2.如权利要求1所述的组织液组分传感器，其特征是所述皮肤参比电极(I)包含一个绝缘基片(11)。3.如权利要求2所述的组织液组分传感器，其特征是所述绝缘基片下固定有一个银/氯化银电极基片(12)，银/氯化银电极基片与导电线相连并固定在绝缘基片下。银/氯化银电极基片下面涂有导电胶(13)。4.如权利要求3所述的组织液组分传感器，其特征是所述导电胶(13)周边有一圈绝缘限制层(14)。5.组织液组分传感器，其特征是包含I个或多个皮下工作电极(2)，所述工作电极固定在一绝缘基片(21)上，所述工作电极周围为绝缘隔离层(22)。所述皮下工作电极有一金属针芯。金属针芯与导电线相连并固定在绝缘基片下。6.如权利要求5所述的组织液组分传感器，其特征是所述金属针芯外有一层由钼纳米颗粒、泛醌、酶、生物相容性包裹材料组成的酶促反应层。7.如权利要求6所述的组织液组分传感器，其特征是所述酶促反应层的钼纳米颗粒直径为2-5nm，所述酶促反应层以泛醌作为电子传递体，所述所述酶促反应层以硅橡胶、乙酸纤维素等高分子材料为包裹材料，所述酶促反应层以提拉法一次成型。8.如权利要求5所述的组织液组分传感器，其特征是所述皮下工作电极长度小于4mm，大于2mmο9.组织液组分传感器，其特征是皮肤参比电极和工作电极可独立存在(图1)或皮肤参比电极和工作电极可共用同一个绝缘基片，工作电极居中，皮肤参比电极成环形围绕工作电极，所述皮肤参比电极和工作电极之间有绝缘隔离层(图2)。
【文档编号】A61B5/00GK105877694SQ201410449775
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年8月30日
【发明人】孙宗正
【申请人】孙宗正