CN109907765A - 一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种非侵入性的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法。其检测方法是：隐形牙套嵌于人右下颌的第二磨牙，当牙套外唾液中的葡萄糖浓度大于牙套腔室内的葡萄糖浓度，牙套外唾液中的葡萄糖分子可通过石墨烯封口上的小孔进入腔室，腔室中的葡萄糖分子与敏感凝胶产生胶链反应，导致敏感凝胶介电常数变小，使梳齿状电容的电容变小，反之，同理，腔室中的葡萄糖分子与敏感凝胶产生胶链反应，导致敏感凝胶介电常数变大，使梳齿状电容的电容变大，梳齿电容与平面线圈形成LC谐振电路，由电磁耦合传输信号，信号被外部接收器接收，实现24小时连续葡萄糖浓度检测。本发明能在实现无侵入性葡萄糖检测的同时，实现无源无线的长时间连续不间断的实时检测。
Description
技术领域
本发明属于微机械工艺制造领域，尤其涉及一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法。
背景技术
随着人们生活习惯和生活节奏的改变，糖尿病已经成为一种严重威胁人们健康的常见的内分泌疾病。糖尿病影响九千二百余万中国患者, 其并发症是导致失明、末期肾病和截肢的主要原因。密切监测和调节血糖浓度可大幅（50%以上）降低糖尿病并发症的发生率。对葡萄糖浓度进行高频率不间断测量的连续葡萄糖监测（Continuous GlucoseMonitoring，CGM)，是监测血糖的最有效方法。目前，大多数的葡萄糖浓度检测方法和检测装置都无法做到对葡萄糖浓度进行连续不间断的检测，还存在着损伤人体、测量周期长、不能随时检测等问题。
申请号为CN201210364484.9，专利名称为《基于微量采血的人体血糖浓度的连续高精度检测仪器》，提出一种基于微量采血人体血糖浓度的连续高精度检测仪器，采用微量采血的连续抽血管路，连续不断的进行人体血糖浓度的检测，优点在于不会因为微量连续采血而引起血液葡萄糖浓度的波动，实现了葡萄糖检测过程中的不间断、无干扰采血，然而其缺点在于需要长时间的微量采血，很不方便，且会对人体造成伤害，测量周期较长。
申请号为CN201010153400.8，专利名称为《基于光纤表面等离子共振的人体葡萄糖浓度连续监测装置》，提出一种基于光纤表面等离子共振的人体葡萄糖浓度连续监测装置，通过测量人体组织液中葡萄糖浓度实现人体葡萄糖浓度连续监测，其优点在于测量精度高、稳定性好,能够实现人体葡萄糖浓度24小时连续监测，然而其缺点在于需要植入光线探头会对人体造成伤害，有侵入性。
申请号为CN201410205838.4，专利名称为《一种透射式无创血糖检测装置》，提出一种透射式无创血糖的检测装置及方法，该发明利用单波长、固定功率近红外波段激光,通过透射方式进行血糖浓度检测,血糖检测系统能够连续实时检测糖尿病患者的血糖含量，其优点在于不再依赖一次性试纸,避免了因采血而引发的交叉感染和环境污染,避免糖尿病患者频繁采血的痛苦，然而其缺点在于从体外采集数据，没有真正检测血液，精准度不高，测量周期较长。
申请号为CN201310751879.9，专利名称为《一种血糖检测装置及其制备方法》，提出一种基于显色试纸的血糖检测装置，通过针取血，显色试纸验血，由试纸的显色情况判断血糖的浓度，其优点在于取血创伤较小，测量准确度较高，然而其缺点在于每次检测人体血糖浓度都要采血，比较麻烦，且测量周期较长。
发明内容
针对上述葡萄糖浓度检测中存在的问题，本发明的目的在于提供一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法，将其集成在右下颌第二磨牙牙套的牙槽中部，其目的在于能够非侵入式的进行人体葡萄糖浓度检测，避免对人体造成伤害，能全天无间断连续检测，测量周期短，不需要外界额外提供动力，信号可实现无源无线传输，且在有需要时方便拆卸。
为解决以上问题，本发明采用如下技术方案：
一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法,包括隐形牙套（1）、外部信号接收器（2），其中隐形牙套（1）包括石墨烯封口（3）、敏感凝胶（4）、梳齿状电容（5）、回形平面线圈（6）、基底（7），在隐形牙套的牙槽中部集成一同质材料方形腔室，腔室高度不高于牙槽高度，在腔室顶端开口，石墨烯置于开口上将其封住形成封口，在石墨烯封口上均匀分布纳米量级的小孔，小孔在石墨烯封口上的面积占有率为60%，敏感凝胶位于石墨烯封口的正下方，基底位于敏感凝胶的正下方，在基底上表面制备有一层回形平面线圈，在回形平面线圈中央是梳齿状电容，敏感凝胶覆盖于梳齿状电容上方，其特征在于检测方法是：隐形牙套嵌于人右下颌的第二磨牙，当牙套外唾液中的葡萄糖浓度大于牙套腔室内的葡萄糖浓度，牙套外唾液中的葡萄糖分子可通过石墨烯封口上的小孔进入腔室，腔室中的葡萄糖分子与敏感凝胶产生胶链反应，导致敏感凝胶介电常数变小，使梳齿状电容的电容变小，反之，当牙套腔室内的葡萄糖浓度大于牙套外唾液中的葡萄糖浓度，腔室内的葡萄糖分子可通过石墨烯上的小孔回到唾液中，腔室中与敏感凝胶结合的葡萄糖分子产生脱链反应，导致敏感凝胶介电常数变大，使梳齿状电容的电容变大，梳齿电容与回形平面线圈形成LC谐振电路，通过电磁耦合传输信号，信号被外部接收器接收，真正实现全天24小时不间断的葡萄糖浓度检测。
所述的腔室的长宽高为1.5mm*1.0mm*1.0mm。
所述的开口的长宽为1.0mm*0.8mm。
所述的石墨烯封口的长宽为1.0mm*0.8mm。
所述的小孔是由三氟化硼原子团轰击石墨烯而成，孔径大小为1.0nm，孔之间的间距在1.0nm~1.5nm之间。
所述的敏感凝胶是聚3-丙烯酰胺苯硼酸-丙烯酰胺。
所述的梳齿状电容有两个电极，左电极有9齿，右电极有10齿，齿间距为0.02mm，齿长0.5mm。
所述的回形平面线圈圈数为3圈，线宽为0.01mm，线间距为0.005mm，线圈距基底边缘为0.055mm，线圈材料为金。
所述的基底的规格为1.1mm*0.6mm*0.1mm，材料为单晶硅。
本发明的有益效果为：
1.此葡萄糖检测方法为非侵入式检测，不会对人体造成伤害;
2.此葡萄糖检测方法具有无源无线的优点，能够进行连续不间断的葡萄糖检测;
3.此葡萄糖检测方法具有易装易拆的优点，更加方便人的生活。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明;
图1是该检测方法的整体结构剖面示意图;
图2是该检测方法梳齿状电容和平面线圈的俯视图;
图3是该方法敏感凝胶内部与葡萄糖的反应示意图。
具体实施方式
图1中一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测装置,包括隐形牙套1、外部信号接收器7，其中隐形牙套1包括石墨烯封口2、敏感凝胶3、梳齿状电容4、回形平面线圈5、基底6，在隐形牙套1的牙槽底部有一同质材料的腔室，腔室高度不高于牙槽顶部，在腔室顶端开口，石墨烯置于开口上将其封住形成石墨烯封口2，基底6位于腔室最底部，在基底6上表面是三圈回形平面线圈5，回形平面线圈5的中央是梳齿状电容4，梳齿状电容4也在基底6的表面上，敏感凝胶3覆盖于梳齿状电容4上，梳齿状电容4的上方是石墨烯封口2。隐形牙套1嵌于人下颌的第二磨牙，隐形牙套1外唾液中的葡萄糖浓度大于牙套腔室内的葡萄糖浓度，隐形牙套1外唾液中的葡萄糖分子可通过石墨烯封口2上的小孔进入腔室，腔室中的葡萄糖分子与敏感凝胶3产生胶链反应，导致敏感凝胶3介电常数变小，使梳齿状电容4的电容变小，反之，隐形牙套1腔室内的葡萄糖浓度大于隐形牙套1外唾液中的葡萄糖浓度，腔室内的葡萄糖分子可通过石墨烯封口2上的小孔回到唾液中，腔室中与敏感凝胶3结合的葡萄糖分子产生脱链反应，导致敏感凝胶3介电常数变大，使梳齿状电容4的电容变大，梳齿电容4与回形平面线圈5形成LC谐振电路，通过电磁耦合传输信号，信号被外部信号接收器7接收，真正实现全天24小时不间断的葡萄糖浓度检测。
图3中聚3-丙烯酰胺苯硼酸-丙烯酰胺8和葡萄糖分子9发生胶链反应，图左为反应前的稀薄的聚3-丙烯酰胺苯硼酸-丙烯酰胺8，图右为聚3-丙烯酰胺苯硼酸-丙烯酰胺8和葡萄糖分子9反应后的浓稠的反应物。
Claims (9)
1.一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法，包括隐形牙套（1）、外部信号接收器（2），其中隐形牙套（1）包括石墨烯封口（3）、敏感凝胶（4）、梳齿状电容（5）、回形平面线圈（6）、基底（7），在隐形牙套的牙槽中部集成一同质材料方形腔室，腔室高度不高于牙槽高度，在腔室顶端开口，石墨烯置于开口上将其封住形成封口，在石墨烯封口上均匀分布纳米量级的小孔，小孔在石墨烯封口上的面积占有率为60%，敏感凝胶位于石墨烯封口的正下方，基底位于敏感凝胶的正下方，在基底上表面制备有一层回形平面线圈，在回形平面线圈中央是梳齿状电容，敏感凝胶覆盖于梳齿状电容上方，其特征在于检测方法是：隐形牙套嵌于人右下颌的第二磨牙，当牙套外唾液中的葡萄糖浓度大于牙套腔室内的葡萄糖浓度，牙套外唾液中的葡萄糖分子可通过石墨烯封口上的小孔进入腔室，腔室中的葡萄糖分子与敏感凝胶产生胶链反应，导致敏感凝胶介电常数变小，使梳齿状电容的电容变小，反之，当牙套腔室内的葡萄糖浓度大于牙套外唾液中的葡萄糖浓度，腔室内的葡萄糖分子可通过石墨烯封口上的小孔回到唾液中，腔室中与敏感凝胶结合的葡萄糖分子产生脱链反应，导致敏感凝胶介电常数变大，使梳齿状电容的电容变大，梳齿电容与回形平面线圈形成LC谐振电路，通过电磁耦合传输信号，信号被外部接收器接收，真正实现全天24小时不间断的葡萄糖浓度检测。
2.根据权利要求1所述的一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法，其特征在于，所述的腔室的长宽高为1.5mm*1.0mm*1.0mm。
3.根据权利要求1所述的一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法，其特征在于，所述的开口的长宽为1.0mm*0.8mm。
4.根据权利要求1所述的一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法，其特征在于，所述的石墨烯封口的长宽为1.0mm*0.8mm。
5.根据权利要求1所述的一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法，其特征在于，所述的小孔是由三氟化硼原子团轰击石墨烯而成，孔径大小为1.0nm，孔之间的间距在1.0nm~1.5nm之间。
6.根据权利要求1所述的一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法，其特征在于，所述的敏感凝胶是聚3-丙烯酰胺苯硼酸-丙烯酰胺。
7.根据权利要求1所述的一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法，其特征在于，所述的梳齿状电容有两个电极，左电极有9齿，右电极有10齿，齿间距为0.02mm，齿长0.5mm。
8.根据权利要求1所述的一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法，其特征在于，所述的回形平面线圈圈数为3圈，线宽为0.01mm，线间距为0.005mm，线圈距基底边缘为0.055mm，线圈材料为金。
9.根据权利要求1所述的一种非侵入式的口腔唾液葡萄糖浓度连续检测方法，其特征在于，所述的基底的规格为1.1mm*0.6mm*0.1mm，材料为单晶硅。
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|---|---|---|---|---|
| CN111375355A (zh) * | 2019-12-17 | 2020-07-07 | 中科康磁医疗科技（苏州）有限公司 | 一种用于唾液葡萄糖连续监测的硼酸水凝胶合成方法 |
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2019
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| CN111375355B (zh) * | 2019-12-17 | 2022-02-01 | 中科康磁医疗科技（苏州）有限公司 | 一种用于唾液葡萄糖连续监测的硼酸水凝胶合成方法 |
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