CN116439697A - 一种葡萄糖监测探头及监测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种葡萄糖监测探头及监测方法，包括监测探头，所述监测探头用于植入至人体皮下组织中与葡萄糖发生电化学反应产生电压，所述监测探头具有A酶电极以及B酶电极，通过所述A酶电极与所述B酶电极分别作为所述监测探头与葡萄糖发生电化学反应时产生电压用的正负极，通过实时测量A酶电极电位和B酶电极电位之间的电位差即电压，实现对人体血液中葡萄糖含量的实时监测。本发明通过设置A酶电极以及B酶电极，省略参比电极，利用实时测量A酶电极电位和B酶电极电位之间的电位差来对人体血液中葡萄糖含量进行实时监测，整个监测探头测量灵敏度更高，测量方式更加简单、方便，同时使用寿命也更长久。
Description
技术领域
本发明涉及葡萄糖监测领域，具体涉及一种葡萄糖监测探头及监测方法。
背景技术
人体的生物体征监测是预防和治疗人体疾病的重要手段，生物体征监测包括测量一系列能显示个人健康状况的生理参数，例如血糖监测，它是诊疗糖尿病的重要手段，尤其近年来随着糖尿病患者逐渐增多，能够实时掌握患者的血糖变化尤为重要。
目前，常常使用植入式葡萄糖监测探头植入人体皮肤，以实时监测血液中的葡萄糖的浓度，从而反应患者的血糖水平。
现有技术中，葡萄糖监测探头的响应速度慢，造成葡萄糖实时监测时的灵敏度不高；
现有葡萄糖监测探头的使用寿命一般在14天左右，无法满足糖尿病患者持久进行葡萄糖实时监测的需求；
另外，现有技术中的一些葡萄糖监测探头，如专利号201811640898.3，专利名为一种葡萄糖监测探头的工作电极，其使用的电极包括工作电极、参比电极和对电极，其使用到三个电极，利用参比电极实现对血糖的读取，这种方式非常麻烦，而且使用寿命短，在结构上更加的复杂。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是一种葡萄糖监测探头及监测方法，通过设置A酶电极以及一个B酶电极，省略参比电极，利用测量A酶电极电位和B酶电极电位之间的电位差来对人体血液中葡萄糖含量进行实时监测，整个监测探头使用寿命更久、灵敏度更高、测量方式更加简单、方便，有效解决现有技术中监测探头测量灵敏度低、使用寿命短、测量麻烦的问题。
本发明是通过以下技术方案来实现的：一种葡萄糖监测探头，包括：
监测探头，所述监测探头用于与葡萄糖发生电化学反应产生电压；
所述监测探头，具有A酶电极以及B酶电极，通过所述A酶电极与所述B酶电极分别作为所述监测探头与葡萄糖发生电化学反应时产生电压用的正负极。
作为优选的技术方案，所述监测探头包括FPC柔性电极以及设置在所述FPC柔性电极上的传感层。
作为优选的技术方案，所述传感层上携带有葡萄糖脱氢酶，由所述葡萄糖脱氢酶与葡萄糖发生电化学反应产生电压。
作为优选的技术方案，所述传感层上还设置有生物相容膜层，所述生物相容膜层用于过滤葡萄糖以控制葡萄糖的通过率。
作为优选的技术方案，所述FPC柔性电极包括FPC板、所述A酶电极以及所述B酶电极，所述A酶电极以及所述B酶电极均设置在所述FPC板上。
作为优选的技术方案，所述A酶电极和所述B酶电极不共面并分别位于所述FPC板相对的两面。
作为优选的技术方案，所述A酶电极和所述B酶电极错开设置。
作为优选的技术方案，在所述FPC板上沿着所述FPC板的延伸方向设置有电极延伸片，所述A酶电极以及所述B酶电极分别设置在所述电极延伸片最远端的正反面上。
作为优选的技术方案，所述电极延伸片上布设有导电线路，所述A酶电极以及所述B酶电极均通过所述导电线路电性连接所述FPC板。
本发明的一种实现葡萄糖监测的方法，包括以下步骤：
S1、植入监测探头，FPC柔性电极的A酶电极以及B酶电极分别用作正负极；
S2、FPC柔性电极上的传感层携带的葡萄糖脱氢酶与葡萄糖发生反应，且当发生反应时，A酶电极与B酶电极之间传输电子形成一个回路，从而产生电压；
S3、需要在传感层上设置生物相容膜层，用于过滤葡萄糖以控制葡萄糖的通过率；
S4、利用测量设备，通过测量A酶电极电位和B酶电极电位之间的电位差即电压，读取测量设备上的数值，实现对葡萄糖含量的监测。
本发明的有益效果是：本发明采用葡萄糖脱氢酶电极的电化学测量方式，通过实时测量葡萄糖与葡萄糖脱氢酶反应过程中因电子迁移所产生的电压，从而实现对人体血液中葡萄糖含量的实时监测，由于该电化学测量方式具有高的催化活性和氧的不敏感性，因此葡萄糖监测探头具有更高的灵敏度，延长了葡萄糖监测探头的使用寿命；
另外，本发明改用两个电极产生化学反应形成回路并产生电压，只需要实时测量A酶电极电位和B酶电极电位之间的电位差，即电压，就可以实现对人体血液中葡萄糖含量的实时监测，更加的简单方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是葡萄糖监测探头的结构示意图；
图2是葡萄糖监测探头的FPC柔性电极的主视图；
图3是葡萄糖监测探头的FPC柔性电极的后视图；
图4是葡萄糖监测探头在使用状态下的示意图；
附图标记说明：
1、生物相容膜层；2、传感层；3、FPC柔性电极；4、FPC板；5、电极延伸片；6、A酶电极；7、B酶电极；100、监测探头；200、葡萄糖。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要和附图)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
如图4所示，本发明的一种葡萄糖监测探头，包括监测探头100，所述监测探头100植入至人体皮下组织中，并与人体血液中的葡萄糖200发生电化学反应后产生一个电压，监测探头100需要刺破人体皮肤组织，并伸入至人体皮肤组织内部，以能够与人体皮下组织中的葡萄糖200接触为最佳；
其中，如图2和图3所示，本发明的监测探头100具有一个A酶电极6以及一个B酶电极7，通过A酶电极6与B酶电极7作为监测探头100监测时产生电压用的正负极，A酶电极6与B酶电极7之间传输电子并形成一个回路，通过测量A酶电极6电位和B酶电极7电位之间的电位差来对人体血液中葡萄糖200含量进行实时监测，由于本发明只使用两个电极，即A酶电极6以及一个B酶电极7即可作为正负极，在两个电极之间形成电位差，这样即可利用该电位差来读取人体血液中葡萄糖200含量，因此本发明的结构无需设置第三个电极来完成对血糖的监测，通过测量酶电极电化学反应过程中产生的电压，实现对人体血液中葡萄糖200含量的实时监测，使得监测时间更加持久、使用寿命更长，而且葡萄糖200监测探头100的灵敏度更高、监测结果更加准确。
如图1所示，监测探头100包括FPC柔性电极3以及设置在FPC柔性电极3上的传感层2，传感层2上携带有葡萄糖脱氢酶，由葡萄糖脱氢酶与人体血液中的葡萄糖200发生电化学反应，从而产生一个电压，传感层2上还设置有生物相容膜层1，生物相容膜层1用于过滤葡萄糖200以及控制葡萄糖200的通过率；由于设置生物相容膜层1，在延长了葡萄糖200监测探头100的使用寿命，降低了其他因素干扰的同时，还提高了葡萄糖200监测探头100对于葡萄糖200的反应速度。
由于采用FPC柔性电极3，因此本发明能够紧贴皮肤，降低对用户日常生活的影响。在一些示例中，其外形可以呈圆形状，另外，在一些示例中，还可以具有防水外壳与防水创可贴，由此，能够在用户使用时不影响游泳或洗澡等日常活动。
在本实施例中，FPC柔性电极3包括FPC板4、A酶电极6以及B酶电极7，所述A酶电极6以及B酶电极7均设置在FPC板4上，A酶电极6和B酶电极7不共面并分别位于FPC板4相对的两面，通过将A酶电极6和B酶电极7分设在FPC板4的两侧像对面，其只具备两个电极，所以结构上使得FPC更加的轻薄，利用正反面的结构布局即可形成电位差，简化结构的同时又能产生电位差，进而实现对葡萄糖200结果的测量与读取，其结构设计上更加合理，使得整个监测探头100更加的小巧，降低整体成本，方便检测与读取。
具体的，A酶电极6和B酶电极7错开设置，A酶电极6与B酶电极7之间传输电子形成一个回路，通过测量A酶电极6电位和B酶电极7电位之间的电位差，来对人体血液中葡萄糖200含量进行实时监测。
为了更好的对A酶电极6和B酶电极7进行布局，本实施例中，在FPC板4上沿着FPC板4延伸设置有电极延伸片5，A酶电极6以及B酶电极7分别设置在电极延伸片5最远端的正反面上，A酶电极6与B酶电极7需要呈正反面布局，这样采用作为正负极，以此在两者之间形成电位差来进行葡萄糖200的监测，故这种方式只需要设置A酶电极6以及B酶电极7，无需设置第三个电极即可完成监测与测量；
电极延伸片5上布设有导电线路，A酶电极6以及B酶电极7均通过导电线路连接FPC板4，电极延伸片5的长度根据实际需要进行选择即可，导电线布设电极延伸片5内部或者外部，作为电极的到底传输使用。
血液中的葡萄糖200是一种多羟基醛，分子式为C6H1206，葡萄糖200分子中包含5个羟基和1个醛基，分子中的醛基能被还原和氧化，分子中的羟基能与酸发生酯化反应，葡萄糖200在生物体内与葡萄糖脱氢酶发生反应的反应过程如下：
NADH+Fe3+→Fe2++NAD+ (2)
(其中，β-D-Glucose表示葡萄糖，Glucose dehydrogenase表示葡萄糖脱氢酶，D-Glucono-δ-lactone表示葡萄糖酸内酯，NAD表示氧化态辅酶，NADH表示还原态辅酶)。
本发明用于实现葡萄糖200监测的方法的具体步骤如下：
首先将监测探头100植入人体皮肤组织内，使得FPC板4上的A酶电极6以及B酶电极7与人体内部的葡萄糖200接触；当整个探头植入人体皮肤组织内后，FPC柔性电极3上的传感层2携带的葡萄糖脱氢酶与人体血液中的葡萄糖200发生电化学反应，从而产生一个电压；为了过滤葡萄糖200以控制葡萄糖200的通过率，需要在传感层2上设置一层生物相容膜层1；当发生电化学反应时，A酶电极6与B酶电极7之间传输电子并形成一个回路；利用测量设备，通过测量A酶电极6电位和B酶电极7电位之间的电位差，读取设备上的检测数值，实现对人体血液中葡萄糖200含量的实时监测。
具体的，采用上述葡萄糖脱氢酶电极的电化学测量方式，通过实时测量葡萄糖200与葡萄糖脱氢酶反应过程中因电子迁移所产生的电压，从而实现对人体血液中葡萄糖200含量的实时监测，由于该电化学测量方式具有高的催化活性和氧的不敏感性，因此葡萄糖监测探头具有更高的灵敏度，延长了葡萄糖监测探头的使用寿命；
另外，本发明只需要两个电极产生化学反应形成回路并产生电压，只需要测量A酶电极6电位和B酶电极7电位之间的电位差，即电压，就可以实现对人体血液中葡萄糖200含量的实时监测，更加的简单方便。
本实施例中，可利用外部检测设备检测A酶电极6和B酶电极7之间的电压值，利用A/D模数转换器，将电信号转换为数字信号的方式输出，进而达到血糖参数的读取，而读取的频率可以为间隔性，如每5秒接收一次电信号，间隔时间可以根据需要进行事先设定。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种葡萄糖监测探头，其特征在于，包括：
监测探头(100)，所述监测探头(100)用于与葡萄糖(200)发生电化学反应产生电压；
所述监测探头(100)，具有A酶电极(6)以及B酶电极(7)，通过所述A酶电极(6)与所述B酶电极(7)分别作为所述监测探头(100)与葡萄糖(200)发生电化学反应时产生电压用的正负极。
2.根据权利要求1所述的葡萄糖监测探头，其特征在于：所述监测探头(100)包括FPC柔性电极(3)以及设置在所述FPC柔性电极(3)上的传感层(2)。
3.根据权利要求2所述的葡萄糖监测探头，其特征在于：所述传感层(2)上携带有葡萄糖脱氢酶，由所述葡萄糖脱氢酶与葡萄糖(200)发生电化学反应产生电压。
4.根据权利要求2所述的葡萄糖监测探头，其特征在于：所述传感层(2)上还设置有生物相容膜层(1)，所述生物相容膜层(1)用于过滤葡萄糖(200)以控制葡萄糖(200)的通过率。
5.根据权利要求2至4任一项所述的葡萄糖监测探头，其特征在于：所述FPC柔性电极(3)包括FPC板(4)、所述A酶电极(6)以及所述B酶电极(7)，所述A酶电极(6)以及所述B酶电极(7)均设置在所述FPC板(4)上。
6.根据权利要求5所述的葡萄糖监测探头，其特征在于：所述A酶电极(6)和所述B酶电极(7)不共面并分别位于所述FPC板(4)相对的两面。
7.根据权利要求6所述的葡萄糖监测探头，其特征在于：所述A酶电极(6)和所述B酶电极(7)错开设置。
8.根据权利要求6或7所述的葡萄糖监测探头，其特征在于：在所述FPC板(4)上沿着所述FPC板(4)的延伸方向设置有电极延伸片(5)，所述A酶电极(6)以及所述B酶电极(7)分别设置在所述电极延伸片(5)最远端的正反面上。
9.根据权利要求8所述的葡萄糖监测探头，其特征在于：所述电极延伸片(5)上布设有导电线路，所述A酶电极(6)以及所述B酶电极(7)均通过所述导电线路电性连接所述FPC板(4)。
10.一种基于权利要求1至9任意一项所述的葡萄糖监测探头实现葡萄糖监测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、植入监测探头(100)，FPC柔性电极(3)的A酶电极(6)以及B酶电极(7)分别用作正负极；
S2、FPC柔性电极(3)上的传感层(2)携带的葡萄糖脱氢酶与葡萄糖(200)发生反应，且当发生反应时，A酶电极(6)与B酶电极(7)之间传输电子形成一个回路，从而产生电压；
S3、需要在传感层(2)上设置生物相容膜层(1)，用于过滤葡萄糖(200)以控制葡萄糖(200)的通过率；
S4、利用测量设备，通过测量A酶电极(6)电位和B酶电极(7)电位之间的电位差即电压，读取测量设备上的数值，实现对葡萄糖(200)含量的监测。
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| CN202310307731.XA CN116439697A (zh) | 2023-03-24 | 2023-03-24 | 一种葡萄糖监测探头及监测方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116439697A true CN116439697A (zh) | 2023-07-18 |
Family
ID=87126438
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310307731.XA Pending CN116439697A (zh) | 2023-03-24 | 2023-03-24 | 一种葡萄糖监测探头及监测方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116439697A (zh) |
-
2023
- 2023-03-24 CN CN202310307731.XA patent/CN116439697A/zh active Pending
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