[发明专利]一种微针电极阵列传感器及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及生物医学领域，特别公开了一种微针电极阵列传感器及其制备方法和应用。该微针电极阵列传感器包括：微针模块，包括多根微针，可用于穿刺和释放药物；电极模块，设置于多根微针的外表面，包括葡萄糖电极模块、尿酸电极模块、乳酸电极模块或胆固醇电极模块中的多种，可用于感应葡萄糖、尿酸、乳酸或胆固醇中至少一种的浓度；控制模块，分别与该微针模块和该电极模块电连接。本发明微针电极阵列传感器在微创条件下能够准确跟踪葡萄糖、乳酸、尿酸以及胆固醇的波动并相应性释放药物，从而有效调节葡萄糖、乳酸、尿酸或胆固醇的浓度。

技术领域

本发明涉及生物医学领域，特别涉及一种微针电极阵列传感器及其制备方法和应用。

背景技术

糖尿病是一种常见的代谢性疾病，严重影响患者的健康质量，导致心血管疾病、肾脏疾病或神经性退化等并发症。目前，临床上对糖尿病的治疗采用的是使用快速血糖测定仪从患者手指扎取血液获取患者的血糖值，进而判定是否需要注射胰岛素维持血糖的平衡。指尖釆血的方式无法满足对血糖的实时监控，还会给患者带来疼痛和感染，严重制约糖尿病患者的诊断与治疗。因此快速、简便、准确的测定血液中的血糖含量是非常重要的。

尿酸是嘌呤代谢的终产物，各种嘌呤氧化后产生的尿酸随尿液排出。正常情况下，人体内的尿酸约1200mg，每天新生成约600mg，同时也会代谢排泄约600mg；因此，正常人体内尿酸的生成与排泄速度基本恒定，处于平衡状态。但是，如果产生尿酸过多来不及排泄，或者尿酸排泄机制退化，则会导致尿酸在体内滞留；长此以往，会进一步引发痛风等症状。因此，体液中尿酸含量变化，也能反映人体内代谢、免疫等机能的状况。尿酸偏高的患者有必要对其尿酸浓度进行实时监控。

乳酸是糖类代谢的中间产物。血液中乳酸的含量检测能揭示某些疾病的严重程度，当人体组织缺氧或者患有某些肝脏疾病，就会引起血液中乳酸浓度的增加。血液中乳酸的含量检测还能帮助指导运动员进行合理训练，人体血液中正常的乳酸浓度是但激烈运动后浓度可以达到25mmol/L。以上特性使得乳酸可以作为临床和运动医学中的相关指示，因此快速、简便、准确的测定血液中的乳酸含量是非常重要的。

胆固醇是动物组织细胞所不可缺少的重要物质，它不仅参与形成细胞膜，而且是合成胆汁酸、维生素D以及留体激素的原料。但随着发展水平的提高，胆固醇异常的发病率呈增长趋势。现代研究已经发现，心脏病、糖尿病、动脉粥样硬化、静脉血栓、胆石症等与高胆固醇血症有密切的关系。因此胆固醇的快速测定方法具有重要意义。目前，临床检验中普遍采用的是以分光光度计为基础的酶比色法。但该方法用酶量大，所用仪器复杂，检测时间长，干扰因素多，不适合患者家中自测。因此，快速、简便、准确的测定血液中的胆固醇含量是非常重要的。

因此，提供一种能够对体内葡萄糖、乳酸、尿酸以及胆固醇浓度进行实时监测与调节的系统是十分有必要的。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种微针电极阵列传感器及其制备方法和应用，应用该微针电极阵列传感器能够对体内葡萄糖、乳酸、尿酸或胆固醇的浓度进行实时监测与调节。

本发明的第一方面提供一种微针电极阵列传感器，所述微针电极阵列传感器包括：

微针模块，包括多根微针，可用于穿刺和释放药物；

电极模块，设置于所述多根微针的外表面，包括葡萄糖电极模块、尿酸电极模块、乳酸电极模块或胆固醇电极模块中的多种，用于感应葡萄糖、尿酸、乳酸或胆固醇中至少一种的浓度；

控制模块，分别与所述微针模块和所述电极模块电连接。

根据本发明的一些实施例，所述电极模块由参比电极、对电极和工作电极组成。所述工作电极表面修饰有重组氧化酶，所述重组氧化酶为重组葡萄糖氧化酶、重组尿酸氧化酶、重组乳酸氧化酶或重组胆固醇氧化酶。

根据本发明的一些实施例，所述葡萄糖电极模块的表面修饰有重组葡萄糖氧化酶，用于感应葡萄糖的浓度。