[发明专利]一种基于复合纳米材料修饰电极的新型血糖快速检测装置

说明书

 技术领域

本发明涉及一种新型快速测量血糖含量的设备装置，是在个人血糖监测以及医疗诊断中使用的测量工具，属于医用器械技术领域。

背景技术

目前，人体血糖含量快速检测通常通过测量血液中的葡萄糖与试纸中的葡萄糖氧化酶或者葡萄糖脱氢酶反应产生的电流量测量血糖。目前主流机型大多为葡萄糖氧化酶测量法为主。

基于葡萄糖氧化酶的血糖仪由于测量时容易受到氧气的干扰，所以经常出现检测误差；另一种基于者葡萄糖脱氢酶的血糖仪，由于测量时容易受到麦芽糖和半乳糖等的干扰，而使得所测血糖浓度虚高。报出虚高的血糖浓度值，如果患者根据这个假阳性高值接受治疗，可能会造成异常的低血糖(低血糖症)、昏迷、甚至死亡。因此，具有更加精确测量能力的本发明具有重要的科研价值和现实需求。 

发明内容

本发明提供一种新型快速测量血糖含量的设备装置，使用主控芯片的数模转换器和恒电位模块为电极提供准确电信号，并从电极上提取反馈信号，主控芯片通过控制恒电位模块输出规定信号，根据相应算法快速数据处理，计算数值，并输出液晶屏。同时，采用新颖复合纳米材料修饰电极制作有酶葡萄糖传感器可克服普通试纸的缺陷。新型纳米材料修饰的电极主要是RGO-Au-PTBO/-GOx葡萄糖生物传感器或RGO-TiO₂-Pt/-GOx葡萄糖生物传感器或RGO-Au-Pt/-GOx葡萄糖生物传感器。

本发明所采用的技术方案为：一种基于复合纳米材料修饰电极的新型血糖快速检测装置，由主控芯片，恒电位模块电路，电极接口电路，模数转换模块电路，液晶显示电路和键盘组成，其特征在于，主控芯片通过自身并口控制其他五个器件，主控芯片通过控制恒电位模块电路输出规定信号，施加在滴有血样的电极上，同时主控芯片通过片内自带的模数转换芯片输出规定信号，通过恒电位模块电路输出到电极上，恒电位模块电路在设计上保证信号功率稳定的输出到电极上，为电极表面的反应提供保障，模数转换模块将电极输出的微弱电流安固定倍数放大并转换成数字信号采集到主控芯片中，模数转换模块的性能保证放大不失真并保证转换速度，主控芯片通过数字信号处理，根据算法以及通过与已建好模型的比对修正计算结果并将分析出的结果到液晶显示模块上。

其中电极接口电路为并列排列的三个接线柱，以方便使用玻碳电极、ITO电极或通过扩展使用印刷电极。

恒电位模块由ADOP777和AD8663两个运算放大器组成，将主控芯片输出的信号施加到电极上，并保持稳定功率。

一种应用到上述的基于复合纳米材料修饰电极的新型快速检测血糖装置上的葡萄糖传感器的制作方法，通过电聚合的方法一步完成聚甲苯胺蓝（PTBO）膜修饰或葡萄糖氧化酶（GOx）的固定，同时结合化学修饰石墨烯（RGO）或纳米TiO₂或纳米Au/纳米Pt构建新型无酶葡萄糖传感器和有酶葡萄糖传感器。

所述有酶葡萄糖传感器包括RGO-Au-PTBO/-GOx葡萄糖生物传感器或RGO-TiO₂-Pt/-GOx葡萄糖生物传感器或RGO-Au-Pt/-GOx葡萄糖生物传感器。

RGO-Au-PTBO/-GOx有酶葡萄糖传感器的制作方法为：将预先准备好的电极进行电沉积AuNPs和电聚合PTBO膜/GOx，其中电沉积AuNPs是在含有0.2mM HAuCl₄和100mM KCl的PBS溶液中进行，电位窗口为-0.3V到+1.2V，扫描速度为50mV/s；电聚合PTBO膜是在含单体2mM单体TBO和10mg/ml GOx的PBS溶液中进行，电位窗口为-0.6V到+1.1V，扫描速度为50mV/s；当沉积完AuNPs后用去离子水清洗电极后再到TBO溶液中进行电聚合实验，电聚合完成后用去离子水清洗电极滴加2ul全氟磺酸树脂到固定GOx的电极表面，即完成RGO-Au-PTBO/-GOx有酶葡萄糖传感器。