CN110522460A - 一种基于透皮微针阵列的多指标检测传感器及制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于透皮微针阵列的多指标检测传感器及制备方法，该传感器包括柔性衬底、多个工作电极和参比电极；柔性衬底包括引线层、支撑层和粘接层，引线层包埋于支撑层，支撑层起加强支撑作用，粘接层用于将柔性衬底粘贴到皮肤；工作电极与参比电极均为高分子微针电极，电极刺入皮肤后，电极的高分子基体与皮下组织液进行液体与化学分子交换，每个工作电极含有对应待检测指标分子的酶，通过催化指标分子的代谢路径，产生对应的电势，与对应的不含酶的参比电极进行比较，判定对应指标分子的体内浓度；工作电极与参比电极均通过引线层内的引线系统连接到对应的信号采集点，测量设备可通过信号采集点测量每个工作电极相对参比电极的电势差。
Description
技术领域
本发明涉及疾病检测传感器，特别是一种基于透皮微针阵列的多指标检测传感器及制备方法。
背景技术
随着社会发展，生活水平提高，民众对自身的健康问题愈发关切，而随着糖尿病，痛风，高血脂等疾病的发病率不断提高，其本身与并发症正在对越来越大的人群造成困扰。
这些疾病各自有着相对单一的检测指标，糖尿病的唯一检测指标为血糖浓度，痛风的检测指标为尿酸浓度，高血脂的检测指标为血液脂肪与甘油浓度，但由于生活习惯，病人本身身体特征等问题，很多病人可能为多症并发，需要经常检测体内各种指标。目前的多功能血液指标检测仪器基于采用试纸条的电化学传感器，每次操作需要进行血液采集，并且不同指标检测需要重复更换不同种类试纸，重新进行血液采集。这种检测方式给患者带来了极大的痛苦，且操作不当可能会有污染设备的风险。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于透皮微针阵列的多指标检测传感器及制备方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于透皮微针阵列的多指标检测传感器，包括柔性衬底和分布于所述柔性衬底上的多个工作电极和参比电极；
所述柔性衬底包括引线层、支撑层和粘接层，所述引线层包埋于所述支撑层，所述支撑层对整个系统的机械强度起加强支撑作用，所述粘接层用于在检测过程中将所述柔性衬底粘贴到皮肤；
所述工作电极与参比电极均为高分子微针电极，所述电极刺入皮肤后，电极的高分子基体与皮下组织液进行液体与化学分子交换，稳定后每个工作电极与对应的参比电极产生独立读数，每个工作电极含有对应待检测指标分子的酶，通过催化指标分子的代谢路径，产生对应的电势，与对应的不含酶的参比电极进行比较，判定对应指标分子的体内浓度；
所述工作电极与参比电极均通过所述引线层内的引线系统连接到对应的信号采集点，测量设备可通过所述信号采集点测量每个工作电极相对参比电极的电势差。
进一步地：
所述传感器的长宽尺寸均不超过60mm，所述柔性衬底的厚度为0.5mm-3mm，多个工作电极和参比电极形成的电极阵列的高度为1-3mm。
所述柔性衬底通过物理粘接、嵌合或化学链接方式与所述电极进行牢固的结合，且具有柔性，可进行一定范围内的弯折，且保证引线层中的引线系统不被破坏；优选的，所述柔性衬底的材料为透明的，其制备材料可以选自：二甲基硅氧烷、聚硅氧烷弹性体，PET，丙烯酸聚合物，硅氧烷聚合物等材料，及其中两种或多种的混合物或共聚物。
所述引线层的引线由导电材料构成，穿过整个所述柔性衬底，所述引线的一端连接所述柔性衬底的一面上的电极粘接点，另一端连接所述柔性衬底的另一面上的信号采集点，所述电极粘接点和所述信号采集点的材料也为导电材料，优选的，所述电极粘接点和所述信号采集点的材料与所述引线的材料为一体化结构，各个电极通过导电材料粘接于所述引线层的电极粘接点上。
所述引线系统中的导电材料可以选自金属、银浆、纳米导电颗粒与高分子混合浆料中的一种或者几种的混合物；优选的，通过FPC工艺，制备穿过高分子膜的引线系统，一面链接信号采集点，一面连接电极粘接点；或者可通过溅射镀膜、蒸发镀膜、化学或物理气相沉积，逐层制备具有对应结构的引线系统。
所述工作电极的导电微针阵列为1X3阵列至10X20阵列，阵列长度不超过40mm，宽度不超过20mm，每根微针之间的间距范围为大于等于200微米，小于等于2000微米。
电极微针的外形为带尖顶棱柱、棱锥、带尖顶圆柱或圆锥，其长度大于等于150微米，小于等于1000微米。
所述工作电极的导电阵列由高分子基体材料与检测材料混合形成，所述检测材料为结合了对应检测指标氧化酶或相关酶的导电材料；所述导电材料包括金、银纳米颗粒、纳米片、纳米棒或碳纳米管，石墨烯等导电材料任一种及其共混物或共熔物，通过化学键合、静电吸附或物理包覆的方式，将所述导电材料与酶结合，形成可以催化对应指标分子代谢反应的结合体，接枝的酶可以催化对应指标分子的代谢过程；
优选的，一种工作电极的导电阵列，其在高分子基体内混合接枝了葡萄糖氧化酶的纳米金颗粒，葡萄糖氧化酶可以催化组织液中葡萄糖的氧化反应，导致材料发生电子迁移，从而改变工作电极的电位；
所述高分子基体有足够的硬度刺穿角质层与表皮层，且与组织液浸润性良好，并能产生物质交换；优选的，所述高分子基体能够在刺入真皮层之后，通过吸附组织液形成对应的水凝胶。
所述参比电极的导电阵列由高分子基体材料与导电材料混合而成，其高分子基体材料与工作电极的基体高分子可以相同或不同，优选的，所述参比电极的高分子基体材料与工作电极一致；其导电材料不含任何酶，不与人体内任何一种待测指标分子发生化学反应；优选的，所述参比电极以与工作电极同样的浓度，在高分子基体材料内混入与工作电极中完全相同的，未接枝酶的导电材料制备而成。
通过恒电位测量设备测量工作电极与对应的参比电极之间的相对电势差，通过相对电势差，判断在工作电极中酶催化的情况下，指标分子的反应程度，从而判断指标分子在体内的浓度；
优选的，测量设备包括一块带有引脚或接口的封装体，其上的引脚或接口的分布与传感器上的信号采集点分布一一对应，每个接口对应一个电极粘接点；所述测量设备的接口可以通过导电胶、银浆粘接、接触式压合、焊接等方式与所述传感器上的信号采集点结合；
在传感器的使用过程中，表面的微针电极刺穿角质层与表皮层，刺入真皮层，微针电极的高分子基体材料通过吸收组织液，或与组织液进行化学交换，使得待检测分子在微针电极中相对均匀分布；待检测分子在导电阵列中检测物质所包含的对应酶的催化下发生反应，根据组织液中待检测分子浓度的差异，反应平衡有所差异，故而产生不同的反应电位；这些反应电位与组织液中待检测分子的浓度相关，通过测量设备，检测不同工作电极相对对应参比电极的电势，可以判断出对应反应的反应平衡程度，从而判断出组织中待检测分子的浓度，进而判断对应的生理指标。
一种多指标检测传感器的制备方法，按照如所述的多指标检测传感器的特征制备多指标检测传感器。
本发明具有如下有益效果：
本发明提出一种基于透皮微针阵列的多指标检测传感器，使用该传感器进行测量时，表面的微针电极刺穿角质层与表皮层，刺入真皮层，微针电极的基体材料通过吸收组织液，或与组织液进行化学交换，使得待检测分子在微针电极中相对均匀分布。待检测分子在导电阵列中检测物质所包含的对应酶的催化下发生反应，根据组织液中待检测分子浓度的差异，反应平衡有所差异，故而产生不同的反应电位。这些反应电位与组织液中待检测分子的浓度相关，通过测量模块或测量设备，检测不同工作电极相对对应参比电极的电势，可以判断出对应反应的反应平衡程度，从而判断出组织中待检测分子的浓度，进而判断对应的生理指标。
在整个检测过程中，柔性衬底表面的粘接层可与皮肤紧密贴合，将阵列电极保持于刺入皮肤的状态，且不与皮肤间产生空隙。
本发明提出的透皮微针阵列的多指标检测传感器，是一种对患者无痛的、可单次同时检测多种生理指标的传感器阵列，使用本发明的多指标检测传感器时，将微针阵列刺入皮下，即可检测组织液中多项指标分子水平，得到体内对应指标分子浓度水平，得到对应的生理指标。该微针阵列具有非侵彻的特性，在保持较高检测精度的情况下在很大程度上降低了患者的痛苦，同时简化了患者的操作。并且，在整个检测过程中，在导电微针阵列外围，多指标检测传感器表面的粘接层与皮肤紧密贴合，将阵列电极保持于刺入皮肤的状态，且不与皮肤间产生空隙，该设计有利于实现方便、可靠的检测，能够有效降低操作不当的风险。
附图说明
图1-1为本发明一种实施例的基于透皮微针阵列的多指标检测传感器正面立体结构示意图；
图1-2和图1-3分别为本发明一种实施例的多指标检测传感器背面立体结构示意图及局部放大图；
图2-1、图2-2和图2-3为本发明一种实施例中的引线层结构及其制备过程示意图；
图3-1a至图3-3b为本发明另一种实施例中的引线层制备过程示意图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图1-1至图1-3，本发明实施例提供一种基于透皮微针阵列的多指标检测传感器，包括柔性衬底和分布于所述柔性衬底上的多个工作电极1-3和参比电极4；
所述柔性衬底包括支撑层5、粘接层6和引线层7，所述引线层7包埋于所述支撑层5，所述支撑层5对整个系统的机械强度起加强支撑作用，所述粘接层6用于在检测过程中将所述柔性衬底粘贴到人的皮肤；
所述工作电极1-3与参比电极4均为高分子微针电极，所述电极刺入皮肤后，电极的高分子基体与皮下组织液进行液体与化学分子交换，稳定后每个工作电极与对应的参比电极产生独立读数，每个工作电极含有对应待检测指标分子的酶，通过催化指标分子的代谢路径，产生对应的电势，与对应的不含酶的参比电极进行比较，判定对应指标分子的体内浓度；
所述工作电极1-3与参比电极4均通过所述引线层7内的引线系统连接到对应的信号采集点，测量设备可通过所述信号采集点测量每个工作电极相对参比电极的电势差。
在具体实施例中，所述引线层的引线由导电材料构成，穿过整个所述柔性衬底，所述引线的一端连接所述柔性衬底的一面上的电极粘接点，另一端连接所述柔性衬底的另一面上的信号采集点，所述电极粘接点和所述信号采集点的材料也为导电材料，优选的，所述电极粘接点和所述信号采集点的材料与所述引线的材料为一体化结构，各个电极通过导电材料粘接于所述引线层的电极粘接点上。所述信号采集点连接到外部测量设备或所述引线层7上自带的测量模块8。所述粘接层6在检测时与皮肤粘接，将整个系统牢固地维持与皮肤贴合直到测量结束，其中所述工作电极1-3与所述参比电极4均为导电微针阵列，所述导电微针阵列由高分子基体与导电基体材料混合制成，所述高分子基体具有足够刺穿皮肤的角质层与表皮层的硬度，且与组织液浸润性良好并能产生物质交换，当电极刺入皮肤后，透过真皮层，电极的高分子基体与皮下组织液进行充分的接触，进行液体与化学分子交换，完成电学信号采集，其中，由于所述工作电极1-3含有对应待检测指标分子的酶，而所述参比电极4不含酶，所述工作电极1-3含有的酶催化待检测指标分子的代谢路径，产生对应的电势，外部的测量设备或自带的测量模块8可以使用恒电位系统测量工作电极1-3与对应参比电极4之间的相对电势差，通过相对电势差判断在工作电极1-3中酶催化的情况下，指标分子的反应程度，从而判断指标分子在体内的浓度。
在优选实施例中，所述传感器的长宽尺寸均不超过60mm，所述柔性衬底的厚度为0.5mm-3mm，多个工作电极和参比电极形成的电极阵列的高度为1-3mm。
在优选实施例中，所述柔性衬底通过物理粘接、嵌合或化学链接方式与所述电极进行牢固的结合，且具有柔性，可进行一定范围内的弯折，且保证引线层中的引线系统不被破坏；优选的，所述柔性衬底的材料为透明的，其制备材料可以选自：二甲基硅氧烷、聚硅氧烷弹性体，PET，丙烯酸聚合物，硅氧烷聚合物等材料，及其中两种或多种的混合物或共聚物。
在优选实施例中，所述引线系统中的导电材料可以选自金属、银浆、纳米导电颗粒与高分子混合浆料中的一种或者几种的混合物；优选的，通过FPC工艺，制备穿过高分子膜的引线系统，一面链接信号采集点，一面连接电极粘接点；或者可通过溅射镀膜、蒸发镀膜、化学或物理气相沉积，逐层制备具有对应结构的引线系统。
在优选实施例中，所述工作电极的导电微针阵列为1X3阵列至10X20阵列，阵列长度不超过40mm，宽度不超过20mm，每根微针之间的间距范围为大于等于200微米，小于等于2000微米。
在优选实施例中，电极微针的外形为带尖顶棱柱、棱锥、带尖顶圆柱或圆锥，其长度大于等于150微米，小于等于1000微米。
在优选实施例中，所述工作电极的导电阵列由高分子基体材料与检测材料混合形成，所述检测材料为结合了对应检测指标氧化酶或相关酶的导电材料；所述导电材料包括金、银纳米颗粒、纳米片、纳米棒或碳纳米管，石墨烯等导电材料任一种及其共混物或共熔物，通过化学键合、静电吸附或物理包覆的方式，将所述导电材料与酶结合，形成可以催化对应指标分子代谢反应的结合体，接枝的酶可以催化对应指标分子的代谢过程。
优选的，一种工作电极的导电阵列，其在高分子基体内混合接枝了葡萄糖氧化酶的纳米金颗粒，葡萄糖氧化酶可以催化组织液中葡萄糖的氧化反应，导致材料发生电子迁移，从而改变工作电极的电位。
在优选实施例中，所述高分子基体有足够的硬度刺穿角质层与表皮层，且与组织液浸润性良好，并能产生物质交换；优选的，所述高分子基体能够在刺入真皮层之后，通过吸附组织液形成对应的水凝胶。
在优选实施例中，所述参比电极的导电阵列由高分子基体材料与导电材料混合而成，其高分子基体材料与工作电极的基体高分子可以相同或不同，优选的，所述参比电极的高分子基体材料与工作电极一致；其导电材料不含任何酶，不与人体内任何一种待测指标分子发生化学反应；优选的，所述参比电极以与工作电极同样的浓度，在高分子基体材料内混入与工作电极中完全相同的，未接枝酶的导电材料制备而成。
在优选实施例中，通过恒电位测量设备测量工作电极与对应的参比电极之间的相对电势差，通过相对电势差，判断在工作电极中酶催化的情况下，指标分子的反应程度，从而判断指标分子在体内的浓度。
优选的，测量设备包括一块带有引脚或接口的封装体，其上的引脚或接口的分布与传感器上的信号采集点分布一一对应，每个接口对应一个电极粘接点；所述测量设备的接口可以通过导电胶、银浆粘接、接触式压合、焊接等方式与所述传感器上的信号采集点结合。
在优选的实施例中，高分子基体在刺入真皮层之后，通过吸附组织液形成对应的水凝胶。
在优选的实施例中，所述电极连接点为通过导电粘接剂与电极连接的电极粘接点，所述电极粘接点通过由FPC工艺或分层制备的方法形成的所述引线层7内的导线与对应的信号采集点相连。可通过FPC工艺制备穿过高分子膜的引线，得到引线层，参见图2-1至图2-3。也可以通过包括但不限于溅射镀膜，蒸发镀膜，化学，物理气相沉积等方式，逐层制备具有对应结构的引线层，参见图3-1a至图3-3b。
在优选的实施例中，所述引线层的基材为PI膜或PMMA膜。
在优选的实施例中，所述高分子基体为甲基丙烯酸-透明质酸(MeHA)，在更优选的实施例中，所述甲基丙烯酸-透明质酸(MeHA)是将分子量10-20万的透明质酸与甲基丙烯酸酐在水与N，N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，充分反应，将产物通过乙醇沉淀，洗涤后，取沉淀溶于超纯水，纯化后去除水分获得。
在优选的实施例中，所述导电基体材料是将纳米金颗粒分散于酒精、水的混合溶剂中，加入11-巯基烷酸、1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐与N-羟基琥珀酰亚胺，充分混合后反应，过滤得到的纳米金颗粒，所述工作电极的导电基体材料是加入了对应的酶，反应后得到的接枝了对应酶的纳米金颗粒。
在优选的实施例中，传感器包括三个工作电极，所述三个工作电极所含的检测酶分别为葡萄糖氧化酶、尿酸酶和胆固醇酶。
在更优选的实施例中，所述工作电极是由所述的MeHA粉末，溶解于超纯水中，浓度为0.2g/mL，后加入50U/mL的含有酶的导电基体材料，充分震荡混合后，导入预制模具，进行紫外光固化得到，所述参比电极是以同样方式得到但导电基体材料不含有酶。
在各种实施例中，所述支撑层包括但不限于二甲基硅氧烷、聚硅氧烷弹性体、PET、丙烯酸聚合物、硅氧烷聚合物中的一种材料或其中两种或多种混合物或共聚物。
在另一种实施例中，一种多指标检测传感器的制备方法，按照前述任一实施例所述的多指标检测传感器构造多个工作电极、参比电极、衬底支撑层、粘接层和引线层，以得到所述多指标检测传感器。
以下结合附图进一步描述本发明具体实施例、其制备和使用方法。
一种基于透皮微针的多指标检测传感器，其包括：若干工作电极1-3；参比电极4；柔性的衬底支撑层5；粘接层6；引线层7；测量模块8。电极1-4直接与引线层7上的电极粘接点，通过导电粘接剂连接，电极粘接点在引线层内通过FPC工艺的导线与对应的信号采集点7-2相连。引线层包埋于柔性的衬底支撑层5中，支撑层对整个系统的机械强度起加强支撑作用。外接测量模块的端口与信号采集点7-2通过引线、导电胶、导电粘接剂、焊接等手段相连，外接的测量模块也可以为恒电位仪，或图中的自带独立采集模块，数据采集将通过采集模块进行。
制备例
实例1：
1.基体高分子材料合成：将分子量10-20万的透明质酸与甲基丙烯酸酐在水与N，N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，充分反应。将产物通过乙醇沉淀，洗涤后，取沉淀溶于超纯水，纯化后去除水分，获得的甲基丙烯酸-透明质酸(MeHA)粉末作为工作电极以及参比电极的基体高分子材料
2.检测材料合成：将直径40纳米的纳米金颗粒，超声分散于酒精，水的混合溶剂中，加入0.5M浓度的11-巯基烷酸，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，与N-羟基琥珀酰亚胺，充分混合后加入各个工作电极对应的酶，反应24h后，过滤取出接枝了对应酶的纳米金颗粒，作为各个工作电极对应的检测材料。
本实施例中，对于工作电极1，检测酶为葡萄糖氧化酶，对于工作电极2，检测酶为尿酸酶，对于工作电极3，检测酶为胆固醇酶。
3.工作电极制备：取如上所述的MeHA粉末，溶解于超纯水中，浓度为0.2g/mL，后加入50U/mL的检测材料，充分震荡混合后，导入预制模具，进行紫外光固化。
所得到的的导电微针阵列，尺寸参数为：尺寸15*5mm，微针数量15X5，微针直径400微米，长700微米，呈圆锥形。
4.参比电极制备：取上所述的MeHA粉末，溶解于超纯水中，浓度为0.2g/mL，后加入同步骤3中浓度的未接枝酶纳米金颗粒，充分震荡混合后，倒入预制模具，进行紫外光固化
5.引线层制备：如图2-1所示的引线系统，通过FPC工艺制备，A面对电极1-4分别预留3个粘接点，通过PI膜内的引线到PI膜背面，呈采集点。具体的膜内引线如图2-2，2-3。
6.柔性衬底基体支撑层制备：将引线层背面刮涂一层PDMS凝胶前驱体，厚度1.5mm，正面在工作电极1-4未覆盖的区域，刮涂一层PDMS，厚度0.5mm，而后进行固化。固化完成后，在有工作电极的一面边缘涂布一层粘接剂，厚度30μm，作为粘接层
7.电极粘接至引线系统：通过低温银胶，将电极与对应的粘接点贴合，控制对应电极1-4的银胶用量稳定。
8.测量系统的粘接：测量系统有16引脚，测量系统有16引脚，引脚1接地，引脚16接电源，引脚9-11，2-4，5-7，12-14，分别对应电极1-4
该传感器在实际使用时，将工作电极1-4上的微针阵列，通过压力将微针针体穿透表皮层，利用柔性衬底上的粘接层，将整个系统与表皮层紧密贴合。测量系统通电后，在稳定时间后，电极1-4均与皮下组织液进行了充分的分子交换与浸润。此时通过测量系统分别比对工作电极1-3与参比电极4的电势差，推算出使用者体内血糖，尿酸，胆固醇的水平。
实例2：
9.基体高分子材料合成：将分子量10-20万的透明质酸与甲基丙烯酸酐在水与N，N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，充分反应。将产物通过乙醇沉淀，洗涤后，取沉淀溶于超纯水，纯化后去除水分，获得的甲基丙烯酸-透明质酸(MeHA)粉末作为工作电极以及参比电极的基体高分子材料
10.检测材料合成：将直径40纳米的纳米金颗粒，超声分散于酒精，水的混合溶剂中，加入0.5M浓度的11-巯基烷酸，加入1-(3-二甲氨基丙基)-3-乙基碳二亚胺盐酸盐，与N-羟基琥珀酰亚胺，充分混合后加入各个工作电极对应的酶，反应24h后，过滤取出接枝了对应酶的纳米金颗粒，作为各个工作电极对应的检测材料。
本实施例中，对于工作电极1，检测酶为葡萄糖氧化酶，对于工作电极2，检测酶为尿酸酶，对于工作电极3，检测酶为胆固醇酶。
11.工作电极制备：取如上所述的MeHA粉末，溶解于超纯水中，浓度为0.2g/mL，后加入50U/mL的检测材料，充分震荡混合后，导入预制模具，进行紫外光固化。
所得到的的导电微针阵列，尺寸参数为：尺寸15*5mm，微针数量15X5，微针直径400微米，长600微米，呈圆锥形。
12.参比电极制备：取上所述的MeHA粉末，溶解于超纯水中，浓度为0.2g/mL，后加入同步骤3中浓度的未接枝酶纳米金颗粒，充分震荡混合后，倒入预制模具，进行紫外光固化
13.引线系统制备：引线系统采用分层制备的方法进行制备。
a)首先制备电极粘接点，利用银浆，通过孔板印刷工艺，在平整基板如玻璃，硅片等上，制备如图3-1所示的电极粘接点阵列，每个电极粘接点尺寸为4X3mm，厚度0.2mm，而后进行固化。
b)在图3-1a所示电极粘接点的基础上，刮涂一层厚度0.2mm的PMMA膜，固化后系统图样如图3-1b。
c)通过如步骤13a)的工艺与材料，制备如图3-2a的引线系统，厚度0.2mm固化后同样的，刮涂一层0.2mm的PMMA，进行固化，得到如图3-2b所示的结构。
d)通过如步骤13a)的工艺与材料，制备如图3-3a所示的引线系统，厚度0.2mm，固化后刮涂一层PMMA，得到如图3-3b一样的结构，最后将整个高分子膜从平整基板上揭下，获得导电层。
14.衬底支撑层制备：在引线层采集点一面，刮涂了PMMA的区域，涂覆一层PDMS，厚度2mm，固化后形成弹性支撑层。
15.粘接层制备：在电极粘接点一面，涂覆一层粘接层，厚度30μm。
16.电极粘接至引线系统：通过低温银胶，将电极与对应的粘接点贴合，控制对应电极1-4的银胶用量稳定。
17.测量系统的粘接：测量系统有16引脚，引脚1接地，引脚16接电源，引脚9-11，2-4，5-7，12-14，分别对应电极1-4
该传感器在实际使用时，将工作电极1-4上的微针阵列，通过压力将微针针体穿透表皮层，利用柔性衬底上的粘接层，将整个系统与表皮层紧密贴合。测量系统通电后，在稳定时间后，电极1-4均与皮下组织液进行了充分的分子交换与浸润。此时通过测量系统分别比对工作电极1-3与参比电极4的电势差，推算出使用者体内血糖，尿酸，胆固醇的水平。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于透皮微针阵列的多指标检测传感器，其特征在于，包括柔性衬底和分布于所述柔性衬底上的多个工作电极和参比电极；
所述柔性衬底包括引线层、支撑层和粘接层，所述引线层包埋于所述支撑层，所述支撑层对整个系统的机械强度起加强支撑作用，所述粘接层用于在检测过程中将所述柔性衬底粘贴到皮肤；
所述工作电极与参比电极均为高分子微针电极，所述电极刺入皮肤后，电极的高分子基体与皮下组织液进行液体与化学分子交换，稳定后每个工作电极与对应的参比电极产生独立读数，每个工作电极含有对应待检测指标分子的酶，通过催化指标分子的代谢路径，产生对应的电势，与对应的不含酶的参比电极进行比较，判定对应指标分子的体内浓度；
所述工作电极与参比电极均通过所述引线层内的引线系统连接到对应的信号采集点，测量设备可通过所述信号采集点测量每个工作电极相对参比电极的电势差。
2.如权利要求1所述的多指标检测传感器，其特征在于，所述传感器的长宽尺寸均不超过60mm，所述柔性衬底的厚度为0.5mm-3mm，多个工作电极和参比电极形成的电极阵列的高度为1-3mm。
3.如权利要求1所述的多指标检测传感器，其特征在于，所述柔性衬底通过物理粘接、嵌合或化学链接方式与所述电极进行牢固的结合，且具有柔性，可进行一定范围内的弯折，且保证引线层中的引线系统不被破坏；优选的，所述柔性衬底的材料为透明的，其制备材料可以选自：二甲基硅氧烷、聚硅氧烷弹性体，PET，丙烯酸聚合物，硅氧烷聚合物等材料，及其中两种或多种的混合物或共聚物。
4.如权利要求1所述的多指标检测传感器，其特征在于，所述引线层的引线由导电材料构成，穿过整个所述柔性衬底，所述引线的一端连接所述柔性衬底的一面上的电极粘接点，另一端连接所述柔性衬底的另一面上的信号采集点，所述电极粘接点和所述信号采集点的材料也为导电材料，优选的，所述电极粘接点和所述信号采集点的材料与所述引线的材料为一体化结构，各个电极通过导电材料粘接于所述引线层的电极粘接点上。
5.如权利要求4所述的多指标检测传感器，其特征在于，所述引线系统中的导电材料可以选自金属、银浆、纳米导电颗粒与高分子混合浆料中的一种或者几种的混合物；优选的，通过FPC工艺，制备穿过高分子膜的引线系统，一面链接信号采集点，一面连接电极粘接点；或者可通过溅射镀膜、蒸发镀膜、化学或物理气相沉积，逐层制备具有对应结构的引线系统。
6.如权利要求1所述的多指标检测传感器，其特征在于，所述工作电极的导电微针阵列为1X3阵列至10X20阵列，阵列长度不超过40mm，宽度不超过20mm，每根微针之间的间距范围为大于等于200微米，小于等于2000微米；
优选的，所述微针的外形为带尖顶棱柱、棱锥、带尖顶圆柱或圆锥，其长度大于等于150微米，小于等于1000微米。
7.如权利要求1所述的多指标检测传感器，其特征在于，所述工作电极的导电阵列由高分子基体材料与检测材料混合形成，所述检测材料为结合了对应检测指标氧化酶或相关酶的导电材料；所述导电材料包括金、银纳米颗粒、纳米片、纳米棒或碳纳米管，石墨烯等导电材料任一种及其共混物或共熔物，通过化学键合、静电吸附或物理包覆的方式，将所述导电材料与酶结合，形成可以催化对应指标分子代谢反应的结合体，接枝的酶可以催化对应指标分子的代谢过程；
优选的，一种工作电极的导电阵列，其在高分子基体内混合接枝了葡萄糖氧化酶的纳米金颗粒，葡萄糖氧化酶可以催化组织液中葡萄糖的氧化反应，导致材料发生电子迁移，从而改变工作电极的电位；
所述高分子基体有足够的硬度刺穿角质层与表皮层，且与组织液浸润性良好，并能产生物质交换；优选的，所述高分子基体能够在刺入真皮层之后，通过吸附组织液形成对应的水凝胶。
8.如权利要求1所述的多指标检测传感器，其特征在于，所述参比电极的导电阵列由高分子基体材料与导电材料混合而成，其高分子基体材料与工作电极的基体高分子可以相同或不同，优选的，所述参比电极的高分子基体材料与工作电极一致；其导电材料不含任何酶，不与人体内任何一种待测指标分子发生化学反应；优选的，所述参比电极以与工作电极同样的浓度，在高分子基体材料内混入与工作电极中完全相同的，未接枝酶的导电材料制备而成。
9.如权利要求1所述的多指标检测传感器，其特征在于，通过恒电位测量设备测量工作电极与对应的参比电极之间的相对电势差，通过相对电势差，判断在工作电极中酶催化的情况下，指标分子的反应程度，从而判断指标分子在体内的浓度；
优选的，测量设备包括一块带有引脚或接口的封装体，其上的引脚或接口的分布与传感器上的信号采集点分布一一对应，每个接口对应一个电极粘接点；所述测量设备的接口可以通过导电胶、银浆粘接、接触式压合、焊接等方式与所述传感器上的信号采集点结合；
在传感器的使用过程中，表面的微针电极刺穿角质层与表皮层，刺入真皮层，微针电极的高分子基体材料通过吸收组织液，或与组织液进行化学交换，使得待检测分子在微针电极中相对均匀分布；待检测分子在导电阵列中检测物质所包含的对应酶的催化下发生反应，根据组织液中待检测分子浓度的差异，反应平衡有所差异，故而产生不同的反应电位；这些反应电位与组织液中待检测分子的浓度相关，通过测量设备，检测不同工作电极相对对应参比电极的电势，可以判断出对应反应的反应平衡程度，从而判断出组织中待检测分子的浓度，进而判断对应的生理指标。
10.一种多指标检测传感器的制备方法，其特征在于，按照如权利要求1至9任一项所述的多指标检测传感器的特征制备多指标检测传感器。
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113974615A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-01-28 | 中山大学 | 组织液检测装置及其系统 |
| CN114231632A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 深圳大学 | 一种可刺激性响应的dna水凝胶微针贴片及其制备方法与应用 |
| CN114366091A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-19 | 礼诚(北京)国际生物医药科技有限公司 | 一种连续监测或检测体内分析物的微针贴片、其制备方法及相关装置 |
| CN114569124A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-06-03 | 南方医科大学南方医院 | 一种微针阵列酶复合电极及其制备方法 |
| WO2022148114A1 (zh) * | 2021-01-08 | 2022-07-14 | 中山大学 | 一种检测植物活性小分子的传感器和制备方法 |
| WO2022227999A1 (zh) * | 2021-04-27 | 2022-11-03 | 华为技术有限公司 | 电子设备、贴片及检测系统 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105266826A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-01-27 | 杭州亿信网络科技有限公司 | 皮下组织介入式针状葡萄糖传感器及其制备方法 |
| US20160157764A1 (en) * | 2014-12-03 | 2016-06-09 | IMAST scarl | Microneedle array device and method of making |
| CN108845012A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-11-20 | 北京化工大学 | 一种用于生物分子检测的导电高分子微针电极及其制备方法 |
| CN108956737A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-12-07 | 清华大学 | 柔性微针式传感器及其制备方法、三维立体状电极及其封装体 |
| CN109199400A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-15 | 中山大学 | 基于微针阵列的血糖电化学传感器 |
-
2019
- 2019-09-29 CN CN201910934418.2A patent/CN110522460A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160157764A1 (en) * | 2014-12-03 | 2016-06-09 | IMAST scarl | Microneedle array device and method of making |
| CN105266826A (zh) * | 2015-11-16 | 2016-01-27 | 杭州亿信网络科技有限公司 | 皮下组织介入式针状葡萄糖传感器及其制备方法 |
| CN108845012A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-11-20 | 北京化工大学 | 一种用于生物分子检测的导电高分子微针电极及其制备方法 |
| CN108956737A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-12-07 | 清华大学 | 柔性微针式传感器及其制备方法、三维立体状电极及其封装体 |
| CN109199400A (zh) * | 2018-09-10 | 2019-01-15 | 中山大学 | 基于微针阵列的血糖电化学传感器 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 赵笑: "透明质酸微针介导药物经皮传递的研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》 * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2022148114A1 (zh) * | 2021-01-08 | 2022-07-14 | 中山大学 | 一种检测植物活性小分子的传感器和制备方法 |
| WO2022227999A1 (zh) * | 2021-04-27 | 2022-11-03 | 华为技术有限公司 | 电子设备、贴片及检测系统 |
| CN113974615A (zh) * | 2021-11-18 | 2022-01-28 | 中山大学 | 组织液检测装置及其系统 |
| CN114231632A (zh) * | 2021-12-20 | 2022-03-25 | 深圳大学 | 一种可刺激性响应的dna水凝胶微针贴片及其制备方法与应用 |
| CN114231632B (zh) * | 2021-12-20 | 2023-09-22 | 深圳大学 | 一种可刺激性响应的dna水凝胶微针贴片及其制备方法与应用 |
| CN114366091A (zh) * | 2022-01-17 | 2022-04-19 | 礼诚(北京)国际生物医药科技有限公司 | 一种连续监测或检测体内分析物的微针贴片、其制备方法及相关装置 |
| WO2023134762A1 (zh) * | 2022-01-17 | 2023-07-20 | 鲁烁 | 一种连续监测或检测体内分析物的微针贴片、其制备方法及相关装置 |
| CN114366091B (zh) * | 2022-01-17 | 2023-08-22 | 礼诚(北京)国际生物医药科技有限公司 | 一种连续监测或检测体内分析物的微针贴片、其制备方法及相关装置 |
| CN114569124A (zh) * | 2022-03-08 | 2022-06-03 | 南方医科大学南方医院 | 一种微针阵列酶复合电极及其制备方法 |
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