CN217237863U

CN217237863U - 葡萄糖检测微型传感器

Info

Publication number: CN217237863U
Application number: CN202123345934.3U
Authority: CN
Inventors: 韩静怡; 于文秀; 王新江; 闫文明; 田峻瑜
Original assignee: Rongcheng Gol Microelectronics Co ltd
Current assignee: Rongcheng Gol Microelectronics Co ltd
Priority date: 2021-12-28
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2022-08-19
Anticipated expiration: 2031-12-28

Abstract

本实用新型提供一种葡萄糖检测微型传感器，包括基座，在基座上设置有基底；在基底上设置有叉指式微电极阵列；在叉指式微电极阵列上修饰有涂层；在叉指式微电极阵列上连接有引线，从而以基座封装传感器，以基底支撑叉指式微电级阵列，使叉指式微电级阵列对汗液中葡萄糖进行检测响应，而后通过引线实现测试结果的传输，该叉指式微电极阵列通过在电极表面修饰铂类聚合物实现对葡萄糖的检测，如此，血糖检测灵敏性较高，具有良好的抗干扰能力，测试结果可靠，确保血糖检测精度的同时减少病人痛苦。

Description

葡萄糖检测微型传感器

技术领域

本实用新型涉及葡萄糖检测领域，更为具体地，涉及一种葡萄糖检测微型传感器。

背景技术

目前，糖尿病是世界上最为常见的内分泌代谢病。《中国居民营养与慢性病状况报告(2015)》显示，18岁以上成人糖尿病患病率为9.7％。我国成为无可争议的糖尿病第一大国，且有逐年上升的趋势。

在糖尿病人中，人体内血糖检测多采用指尖釆血方式，使用传统有创血糖仪的人数已超过5000万人，血糖仪试纸的人均年化使用量约180条，每年需要消耗的血糖仪试纸约为90亿条。

而指尖采血的方式不仅会给患者造成痛苦，还增加感染的危险，给医务人员带来一定压力，因此无创式进行人体内葡萄糖含量检测具有十分广阔的应用前景。人体汗液内葡萄糖含量在0.05μM～41μM，如何准确识别出微量的葡萄糖分子，对于实现无创式葡萄糖检测十分重要。

因此，亟需一种无创式，高灵敏度的葡萄糖检测微型传感器。

实用新型内容

鉴于上述问题，本实用新型的目的是提供一种葡萄糖检测微型传感器，以解决传统的指尖釆血方式，不仅会给患者造成痛苦，还增加感染的危险，给医务人员带来一定压力的问题。

本实用新型实施例中提供的葡萄糖检测微型传感器，包括基座，其中，

在所述基座上设置有基底；

在所述基底上设置有叉指式微电极阵列；

在所述叉指式微电极阵列上修饰有涂层；并且，

在所述叉指式微电极阵列上连接有引线。

此外，优选的结构是，所述基底为石英基底。

此外，优选的结构是，所述涂层为铂类聚合物。

此外，优选的结构是，在所述基座上设置有引脚。

此外，优选的结构是，所述引脚与所述引线相连接。

此外，优选的结构是，所述叉指式微电极阵列的一端通过所述引脚与电化学工作站连接；

所述叉指式微电极阵列的另一端通过所述引脚与参照端连接。

此外，优选的结构是，所述引脚通过传感器工装与所述电化学工作站、所述参照端连接。

此外，优选的结构是，所述基座的直径为8mm-8.5mm。

此外，优选的结构是，所述叉指式微电极阵列的面积为2-3mm²。

此外，优选的结构是，所述基座为铜基座。

从上面的技术方案可知，本实用新型提供的葡萄糖检测微型传感器，在基座上设置有基底；在基底上设置有叉指式微电极阵列；在叉指式微电极阵列上修饰有涂层；在叉指式微电极阵列上连接有引线，从而以基座封装传感器，以基底支撑叉指式微电级阵列，使叉指式微电级阵列对汗液中葡萄糖进行检测响应，而后通过引线实现测试结果的传输，该叉指式微电极阵列通过在电极表面修饰铂类聚合物实现对葡萄糖的检测，对葡萄糖响应灵敏度为0.387μA(lgμM)^-1，半年长期稳定性为初始测试值的91％，具有良好的抗干扰能力，测试结果可靠，基于该葡萄糖检测微型传感器检测血糖，确保血糖检测精度的同时减少病人痛苦。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本实用新型的更全面理解，本实用新型的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本实用新型的一个实施例的葡萄糖检测微型传感器的结构示意图；

其中的附图标记包括：

1.基座；2.基底；3.叉指式微电极；4.引线；5.引脚。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

为详细描述本实用新型的葡萄糖检测微型传感器的结构，以下将结合附图对本实用新型的具体实施例进行详细描述。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的葡萄糖检测微型传感器的结构示意图。

根据图1所示，本实用新型实施例中提供的葡萄糖检测微型传感器，包括基座1，该基座1可以为任意具有封装功能的基座，在本实施例中，该基座1为铜基座，该铜基座用于封装整个葡萄糖检测微型传感器结构，在该铜基座上设置有基底2；在基底2上设置有叉指式微电极阵列3；其中，该基底2可以为任意具有承托功能的板状物，在本实施例中，该基底2为石英基底，进而使该叉指式微电极阵列3用于对汗液中的葡萄糖进行检测响应，使该石英基底承载该叉指式微电极阵列3，以确保整个微型传感器的稳定性。

在图1所示的实施例中，叉指式微型传感器由两组交叉分布呈齿梳状的168对铝金属电极组成，该种结构的传感器能够检测到一组叉指电极间微弱的电流变化，从而使得叉指式微电极阵对含有不同血糖浓度的汗液进行不同的电流响应，产生不同大小的响应电流，进而能够根据叉指式微型传感器所反馈的响应电流来判断汗液中葡萄糖的浓度，继而使叉指式微电极阵列3用于对汗液中的葡萄糖进行检测响应。

在图1所示的实施例中，在叉指式微电极阵列3上修饰有涂层，该图层可以为任意能够使微电极产生响应电流的金属涂层，由于铂类聚合物灵敏度较高，故在本实施例中，该金属涂层为铂类聚合物(图中未标出)，具体的铂类聚合物，在此不做过多列举；若将涂层采用铂类聚合物，可使涂有铂类聚合物的涂层根据不同的血糖浓度产生不同的响应电流，且响应电流的大小能够精确的反应血糖浓度的高低。

也就是说，通过在该叉指式微电极表面上修饰铂类聚合物能够使涂有铂类聚合物的叉指式微电极阵列直接检测人体汗液中葡萄糖的含量，更为具体的，当该修饰有铂类聚合物的叉指式微电极触碰到汗液时，该该修饰有铂类聚合物的叉指式微电极阵列与不同血糖浓度的汗液产生不同的电流响应，即产生的响应电流不同，由实验表明该修饰有铂类聚合物的叉指式微电极阵列对葡萄糖的响应灵敏度至少为0.387μA(lgμM)^-1，故在本实施例中，该涂层采用铂类聚合物。

在图1所示的实施例中，在叉指式微电极阵列上连接有引线，该引线用于实现测试结果的传输，该引线为可以为任意具有电流传输功能的导线，可以为铜线，可以为耐热耐腐蚀的导线，甚至可以为不易受寄生热电偶和沿电线电阻压降和温漂的影响的导线。

在本实用新型的一个具体实施例中，在该基座1上设置有引脚5，该引脚5与引线4相连接；如此，叉指式微电极阵列3的一端通过引脚5与电化学工作站连接(图中未示出)；叉指式微电极阵列3的另一端通过引脚5与参照端连接。

更为具体的，引脚与电化学工作站、参照端的具体连接方式不做限制，该引脚分为工作引脚和参照引脚，该工作引脚与电化学工作站相连接，该参照引脚与参照端相连接。

引脚在与电化学工作站、参照端相连接时，可以在两个引脚上各接入一个导线，通过导线使引脚与电化学工作站、参照端相连接；也可以通过外接铜柱使引脚与电化学工作站、参照端相连接；还可以通过传感器工装与电化学工作站、参照端连接。

在本具体实施例中，通过传感器工装与电化学工作站、参照端连接，也即是说，将本实施例中的葡萄糖检测微型传感器放置在传感器工装中，传感器工装为封闭结构，在该传感器工装中设置有能够导电的导线或金属组件，从而通过传感器工装既能够基于导线或金属组件实现引脚和电化学工作站、参照端的电连接，而且能够在封闭结构的传感器工装下防止叉指式微电极阵列中的电极短路，从而使得该葡萄糖检测微型传感器的应用状况更稳定，提高整个葡萄糖检测微型传感器的使用寿命。

不仅如此，在本实施例中，该葡萄糖检测微型传感器尺寸微小，铜基座的直径可达到8mm-8.5mm，叉指式微电极阵列的面积为2-3mm²，尺寸微小，易安装、易放置，能够极大提高血糖检测的便利性。在一个具体实施例中，整个葡萄糖检测微型传感器的直径为8.15mm，该叉指式微电极阵列为3.65*0.72*0.41mm。

在使用本实施例中的葡萄糖检测微型传感器时，不需要扎破患者的手指进行采血，为患者减轻痛苦，减少感染的风险，为医务人员减轻一定压力，只需要将该葡萄糖检测微型传感器放置在患者的手指上，使葡萄糖检测微型传感器中的引脚与电化学工作站、参照端连接，而后使葡萄糖检测微型传感器开始工作。

在葡萄糖检测微型传感器工作时，叉指式微电极阵列3一端接电化学工作站工作端，一端接参照端，尤其是本实施例中涂有铂类聚合物的叉指式微电极阵列对血糖敏感度较高，将葡萄糖检测微型传感器放置到患者手指上之后，该涂有铂类聚合物的叉指式微电极阵列对患者手上的汗液进行通电反应，由于叉指式微型传感器由两组交叉分布呈齿梳状的168对铝金属电极组成，这种结构尺寸的传感器能够检测一组叉指电极间微弱的电流变化，因而使得该涂有铂类聚合物的叉指式微电极阵列对含有不同血糖浓度的汗液进行不同的电流响应，产生不同大小的响应电流，从而根据响应电流的大小识别患者的汗液中葡萄糖的浓度；而后通过引线将该响应电流的电流结果传输到电化学工作站进行数据分析，从而生成关于葡萄糖浓度-电流结果的关系数据，进而向患者及医生反馈血糖结果。

需要说明的是，人体汗液内葡萄糖含量在0.05μM～41μM，经过实验证明，本实施例中的修饰有铂类聚合物的叉指式微电极阵列对葡萄糖的响应灵敏度至少为0.387μA(lgμM)^-1，并且，本实施例中的葡萄糖检测微型传感器半年长期稳定性为初始测试值的91％，也就是说，本实施例中的葡萄糖检测微型传感器在半年后使用的响应灵敏度依然为第一次使用的相应灵敏度的91％，由此可知，本实用新型实施例中的葡萄糖检测微型传感器的稳定性较高，抗干扰能力较强。并且通过本实用新型实施例的葡萄糖检测微型传感器所获取的血糖结果与现有血糖仪进行对比，测试结果可靠，具有较高的血糖测试精准度。

如上所述，本实用新型的实施例所提供的葡萄糖检测微型传感器，通过在铜基座上设置有石英基底；在石英基底上设置有叉指式微电极阵列；在叉指式微电极阵列上修饰有铂类聚合物；在叉指式微电极阵列上连接有引线，从而以铜基座封装传感器，以石英基底支撑叉指式微电级阵列，使叉指式微电级阵列对汗液中葡萄糖进行检测响应，而后通过引线实现测试结果的传输，该叉指式微电极阵列通过在电极表面修饰铂类聚合物实现对葡萄糖的检测，对葡萄糖响应灵敏度为0.387μA(lgμM)^-1，半年长期稳定性为初始测试值的91％，具有良好的抗干扰能力，测试结果可靠，基于该葡萄糖检测微型传感器检测血糖，确保血糖检测精度的同时减少病人痛苦，并且尺寸微小，提高血糖检测的便利性。

如上参照附图以示例的方式描述了根据本实用新型提出葡萄糖检测微型传感器。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本实用新型所提出的葡萄糖检测微型传感器，还可以在不脱离本实用新型内容的基础上做出各种改进。因此，本实用新型的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims

1.一种葡萄糖检测微型传感器，包括基座，其特征在于，

在所述基座上设置有基底；

在所述基底上设置有叉指式微电极阵列；

在所述叉指式微电极阵列上修饰有涂层；并且，

在所述叉指式微电极阵列上连接有引线。

2.如权利要求1所述的葡萄糖检测微型传感器，其特征在于，所述基底为石英基底。

3.如权利要求2所述的葡萄糖检测微型传感器，其特征在于，所述涂层为铂类聚合物。

4.如权利要求1所述的葡萄糖检测微型传感器，其特征在于，在所述基座上设置有引脚。

5.如权利要求4所述的葡萄糖检测微型传感器，其特征在于，所述引脚与所述引线相连接。

6.如权利要求5所述的葡萄糖检测微型传感器，其特征在于，所述叉指式微电极阵列的一端通过所述引脚与电化学工作站连接；所述叉指式微电极阵列的另一端通过所述引脚与参照端连接。

7.如权利要求6所述的葡萄糖检测微型传感器，其特征在于，所述引脚通过传感器工装与所述电化学工作站、所述参照端连接。

8.如权利要求1所述的葡萄糖检测微型传感器，其特征在于，所述基座的直径为8mm-8.5mm。

9.如权利要求1所述的葡萄糖检测微型传感器，其特征在于，所述叉指式微电极阵列的面积为2-3mm²。

10.如权利要求1所述的葡萄糖检测微型传感器，其特征在于，所述基座为铜基座。