专利名称：一种用于在体测量的生物传感器的基体电极的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及生物传感器电极装置，特别涉及可在体测量的生物传感器电极装置。
背景技术：
生物传感器技术在当今生命科学的研究中发挥着越来越大的作用。前大多数生物传感器由于体积较大，不能直接引入生物体内进行在体测量，能直接用于在体测量的传感器的种类又非常有限，其所采用的基体电极主要有碳纤维电极(多固定于毛细管中)和针灸针。以碳纤维电极作传感器的基体电极的主要缺陷是由于电极材料直径太小(一般为数微米)，因而质脆易损坏，且敏感膜易脱落，不能很好地解决在体分析时测量范围有限(只能在较软的组织中进行)等问题。以针灸针作传感器的基体电极，其主要局限在于针灸针通常由钢质或银质材料制成，这两种材质因电惰性差、针尖单位面积上可承载的电流密度有限而不适合于作电流型传感器的基体电极，而且由于敏感膜与绝缘膜均覆于针的表面，未受到保护，进行在体测量时易使膜损坏或脱落，导致实验结果失真。
发明内容
为了克服现有的用于在体分析的传感器基体电极的诸多缺陷，本实用新型提供了一种用于在体测量的生物传感器的基体电极，使其具有其响应迅速、稳定性好、电极寿命长、覆于针尖的敏感膜不易脱落、电极机械性能良好、易插入生物体内，适用于生物体液、组织的微创在体测量、可定点、连续、实时监测体内微量的药物或内源性物质等特点。
实现本实用新型的技术方案是本实用新型提供的用于在体测量的生物传感器的基体电极由不锈钢套管(1)、玻璃毛细管(2)和铂金丝(3)组成，铂金丝(3)固定于玻璃毛细管(2)中，不锈钢套管(1)位于玻璃毛细管(2)的外部，该不锈钢套管(1)的前端呈抛光斜面状；铂金丝(3)与玻璃毛细管(2)采用熔封的方式契合；不锈钢套管(1)的尾部呈密封状。具体做法是将高纯度的铂金丝(纯度99.9％)熔封于玻璃毛细管中，并使铂金丝的两端(一端为铂金丝电极头，一端为导线连接头)可有少许部分裸露在外，其中铂金丝电极头一端的裸露面积应根据敏感膜材料的性质等因素灵活选择(见图3)。由于铂金丝与玻璃毛细管间契合紧密，可使玻璃毛细管起到支撑和绝缘作用。为保护毛细管和铂金丝电极头的敏感膜免受损坏，并在毛细管外套上一不锈钢管。钢管的一端呈斜面针状以易于插入生物体组织进行微创在体测量。当进行在体测量时，体液或组织可与不锈钢套管中裸露在外的铂金丝电极头表面的敏感膜接触，产生响应信号。通过测定其响应信号，便可对生物体内的微量或痕量活性物质进行定性及定量分析。
本发明的有益效果是一、铂金丝电极头为基体电极的核心。本设计选用铂金丝可使基体电极单位面积上能负载较高的电流密度，因而响应性能良好，其灵敏度和稳定性较同类电极皆有较大程度的提高；二、将铂金丝熔封于玻璃毛细管中，由于铂金丝与玻璃毛细管间契合紧密，玻璃毛细管在其中能起到支撑和绝缘作用，因此可使基体电极具有牢固性，并不需在铂金丝电极头以外的部分镀绝缘膜；三、设计中由于外层有不锈钢套管的保护，铂金丝和玻璃毛细管处于不锈钢套管之内，当进行在体分析时其尖端不易毁损，敏感膜不易脱落；四、基体电极不锈钢套管的一端设计成斜面使呈针状，具有良好的机械性能和微创性，易使基体电极插入生物体组织进行广泛的微创在体测量；五、电极及其主要部件均可回收使用，其传感器的制作成本较低。
本实用新型提供的用于在体测量的生物传感器的基体电极具有良好的性能以之对生理盐水中的溶解氧进行测量，其响应迅速(响应时间不超过30s)、稳定性好(长期漂移不超过0.5kpa/h)、电极寿命长(可使用50次以上，每次测量时间15min)，覆于针尖的敏感膜不易脱落，电极机械性能良好，易插入生物体内，适用于生物体液、组织的微创在体测量，可定点、连续、实时监测体内微量的药物或内源性物质。该装置适合发展成各种类型的化学传感器，其特点是构造简单、体积小、性能好、成本低，特别适合在体测量。
以下结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步说明。
图1是本实用新型的纵剖面构造图；图2是本实用新型的横切面图；图3是本实用新型铂金丝电极头三种位置的纵剖面构造图；图4是本实用新型用于大鼠肌肉组织在体测量的实验装置图。
图中数字所示部位名称为1——不锈钢套管；2——玻璃毛细管；3——铂金丝；4——传感器的基体电极；
5——双通道氧分压测试仪；6——银-氯化银电极；7——生理盐水。
具体实施方式
在图1中，将一定长度洁净的光滑笔直的铂金丝(3)(纯度≥99.9％，Ф＝100μm)，穿入自制的硬质玻璃毛细管(2)(毛细管外径不超过300μm)中，在马福炉中690±5℃熔封固定(保温时间不少于20min)，外周所套不锈钢管(1)(不锈钢管外径不超过550μm)的尖端经切割抛光呈斜面，玻璃毛细管和铂金丝应处在斜面的内侧，不锈钢管尾端用环氧树脂密封，露于管外的铂金丝经导线与测试仪器相连。电极材料要求使用前保持洁净，制作完成后亦应清洗消毒、干燥备用。
在图3中，铂金丝电极头(3)在玻璃毛细管(2)中的三种基本位置应根据敏感膜材料的性质、强度、制作方法，传感器的响应要求以及测试仪器的灵敏度等要求进行设计和选择，这三种基本位置可满足多种类型的生物传感器在体分析的要求。
在图4中，为传感器基体电极(4)直接用于在体检测大鼠肌肉组织中氧分压的实验装置图。将基体电极插入大白鼠腿部的肌肉中(插入深度为1cm)，AgCl-Ag电极(6)和大白鼠的尾巴则放入0.9％的生理盐水(7)中(鼠尾作为盐桥)，两电极都接入氧分压测试仪(5)中构成一回路便可进行在体测量。
权利要求1.一种用于在体测量的生物传感器的基体电极，其特征在于，它由不锈钢套管(1)、玻璃毛细管(2)和铂金丝(3)组成，铂金丝(3)固定于玻璃毛细管(2)中，不锈钢套管(1)位于玻璃毛细管(2)的外部，该不锈钢套管(1)的前端呈抛光斜面状。
2.根据权利要求1所述的用于在体测量的生物传感器的基体电极，其特征在于，所述的铂金丝(3)与玻璃毛细管(2)采用熔封的方式契合。
3.根据权利要求1或2所述的用于在体测量的生物传感器的基体电极，其特征在于，所述的不锈钢套管(1)的尾部呈密封状。
专利摘要一种用于在体测量的生物传感器基体电极，其结构是，将铂金丝固定于玻璃毛细管中，在毛细管的外侧套上一不锈钢管。采用铂金丝作为基体电极的核心可显著提高传感器响应灵敏度，使传感器长期稳定性得到极大的改善，玻璃毛细管主要起绝缘及保护作用，不锈钢管可保护内侧的玻璃毛细管和铂金丝，使涂覆于铂金丝电极表面的敏感膜不易脱落，完好的机械性能可使传感器能进行广泛的在体测量。
文档编号A61B5/00GK2766770SQ20042011130
公开日2006年3月29日 申请日期2004年11月8日 优先权日2004年11月8日
发明者马长清, 许冰, 任恕, 陈胜利, 夏蓉, 任霞, 胡文慧, 肖传健, 熊绪平 申请人:华中科技大学同济医学院