发明名称 皮下组织介入式葡萄糖微型传感器及其制备方法
摘要 本发明是一种微型传感器,特别涉及一种皮下组织介入式葡萄糖微型传感器及其制备方法。包括底座,所述的底座中设有向外延伸的引线部分,所述的引线部分的末端与传感器部分相连接,所述的传感器部分与引线部分分别设在绝缘基层上。皮下组织介入式葡萄糖微型传感器及其制备方法结构紧凑,提高操作性能,提升使用寿命。
申请公布号 CN105411607B 申请公布日期 2017.03.01
申请号 CN201510783645.1 申请日期 2015.11.16
申请人 杭州亿信网络科技有限公司 发明人 高春燕
分类号 A61B5/1486(2006.01)I 主分类号 A61B5/1486(2006.01)I
代理机构 杭州斯可睿专利事务所有限公司 33241 代理人 林君勇
主权项 一种皮下组织介入式葡萄糖微型传感器,其特征在于:包括底座(1),所述的底座(1)中设有向外延伸的引线部分(2),所述的引线部分(2)的末端与传感器部分(3)相连接,所述的传感器部分(3)与引线部分(2)分别设在绝缘基层(4)上;所述的传感器部分(3)包括工作电极(5)、对电极(7)和参比电极(6),所述的工作电极(5)设在绝缘基层(4)一端面的左端,所述的对电极(7)设在绝缘基层(4)一端面的右端,所述的工作电极(5)上端的内壁与对电极(7)上端的内壁间设有参比电极(6),所述的工作电极(5)、对电极(7)和参比电极(6)呈间隔状分布,构成三电极体系;所述的工作电极(5)包括粘结层(9),所述的粘结层(9)覆在绝缘基层(4)的上部,所述的粘结层(9)的上部的覆有导电层(10),所述的导电层(10)的上部覆有惰性金属层(11),所述的惰性金属层(11)的上部的覆有催化层(12),所述的催化层(12)的上部的覆有酶层(13),所述的酶层(13)的上部的覆有高分子层(14);所述的参比电极包括参比电极粘结层(15),所述的粘结层(15)覆在绝缘基层(4)的上部,所述的粘结层(15)的上部覆有参比电极导电层(16),所述的导电层(16)的上部覆有惰性金属层(17),所述的惰性金属层(17)的上部覆有银/氯化银层(18),所述的参比银/氯化银层(18)的上部覆有参比高分子层(19);所述的对电极包括粘结层(20),所述的粘结层(20)设在绝缘基层(4)的底部,所述的粘结层(20)的表面覆有导电层(21),所述的导电层(21)的表面覆有惰性金属层(22),所述的惰性金属层(22)的表面覆有催化层(23),所述的催化层(23)的表面覆有高分子层(24);所述的引线部分(2)由3个引线组件(30)组成,3个引线组件(30)均分在绝缘基层(4)的一个端面上,所述的引线组件(30)包括覆在绝缘基层(4)表面的引线第一粘结层(31),所述的引线第一粘结层(31)的表面覆有引线导电层(32),所述的引线导电层(32)的表面覆有引线第二粘结层(33),所述的引线第二粘结层(33)的表面覆有引线保护层(34);(1)、绝缘基层的选择:绝缘基层采用可挠曲的聚酰亚胺绝缘薄膜或聚酯薄膜作为载体,体积电阻率达到1015Ω·cm;该层厚度控制在7.5‑12.5微米;(2)、粘结层材质选择:粘结层包括传感器部分和引线部分中各粘结层;绝缘基层的正反两面涂布粘结层,粘结层采用环氧树脂或丙烯酸树脂类,该层厚度控制在5‑15微米;(3)、导电层的选择:导电层包括传感器部分和引线部分中各导电层;粘结层的表面为导电层,导电层采用压延铜箔,厚度控制在5‑20微米;引线部分需要在导电层上制备引线第二粘结层和引线保护层,层间通过滚压法增加层间结合力,电极部分不需要第二粘结层和保护层,按照不同要求制备相应功能层;(4)、引线第二粘结层的选择:后端引线部分的导电层外是引线第二粘结层,粘结剂采用环氧树脂或丙烯酸树脂类,该层厚度控制在5‑15微米;前端电极部分需要裸漏的不涂该层粘结剂,层间可通过滚压法增加层间结合力;(5)、保护层的选择:后端引线部分的引线第二粘结层外是聚酰亚胺绝缘薄膜,保护膜先进行切割加工,露出前段电极部位的铜箔,电极引线覆盖保护膜;该层厚度控制在5‑15微米;通过滚压法增加层间结合力;(6)、电极部分功能层制备:①、工作电极:工作电极铜箔上的功能层组成如下:惰性金属层、催化层、酶层、高分子层;惰性金属层在电极部位的铜箔上制备,通过电镀、溅射的方法制备,用金、铂的惰性金属,该层厚度为10‑15微米;催化层为铂黑,可以通过电镀方法制备;酶层通过喷雾、浸渍、涂布的方式将酶溶液转移到工作电极上,浸渍时间为5‑15分钟;然后用浓度为5%‑20%的戊二醛溶液将转移到工作电极的葡萄糖氧化酶交联固定,交联温度在25‑35摄氏度,采用液相浸渍交联或气相交联,交联时间为30‑60min;所用酶溶液制备过程如下:在磷酸盐缓冲液中加入葡萄糖氧化酶和人重组白蛋白,葡萄糖氧化酶加入量为每毫升50‑100毫克,人重组白蛋白加入量为每毫升50‑100毫克;溶解充分后,添加1‑5%的纳米金混匀,最后加入1‑5%的聚乙烯醇缩丁醛,混合均匀;纳米金利用AOT与环己烷体系形成的反胶束体系中制备,AOT是指琥玻酸二异辛酯璜酸钠,通过柠檬酸钠还原氯金酸盐水溶液,调节水、电解质、表面活性剂的浓度比例,制备不同直径的纳米金颗粒,纳米金颗粒直径在5‑30nm;葡萄糖氧化酶交联完成后,通过浸渍、涂布的方式在电极固定一层高分子膜,以增强传感器生物相容性,提高体内性能;葡萄糖氧化酶电极氧化葡萄糖的反应由两步酶反应组成:D‑glucose+GOD(FAD)→glucose‑lactone+GOD(FADH<sub>2</sub>)GOD(FADH2)+O<sub>2</sub>→GOD(FAD)+H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>glucose‑lactone+H<sub>2</sub>O→glucose‑acid高分子层,通过浸渍、涂布的方式在电极固定一层高分子膜,所用到高分子材料是硅橡胶聚合物、聚氨酯、聚酰亚胺、聚乙二醇其中的二种或多种混合;溶剂采用无水乙醇、四氢呋喃,通过喷雾、浸渍、涂布的方式制备;②、对电极:对电极铜箔上的功能层包括对惰性金属层、对催化层、对高分子层;其制备方法与工作电极基本相同,不需制备酶层;③、参比电极:参比电极铜箔上的功能层包括惰性金属层、参比银/氯化银层、高分子层;惰性金属层制备方法与工作电极相同,惰性金属层制备完成后,通过电镀、真空溅射的方法制备银/氯化银层,电化学氯化后制备银/氯化银层,最后制备高分子外膜;上述制备工艺完成后,最后根据单元电路进行切割,得到传感器,传感器尺寸如下:植入人体部分长度不大于15mm,宽不大于0.6mm,厚不大于0.4mm。
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