[发明专利]皮下组织介入式葡萄糖微型传感器及其制备方法

摘要

本发明是一种微型传感器，特别涉及一种皮下组织介入式葡萄糖微型传感器及其制备方法。包括底座，所述的底座中设有向外延伸的引线部分，所述的引线部分的末端与传感器部分相连接，所述的传感器部分与引线部分分别设在绝缘基层上。皮下组织介入式葡萄糖微型传感器及其制备方法结构紧凑，提高操作性能，提升使用寿命。

主权项

一种皮下组织介入式葡萄糖微型传感器，其特征在于：包括底座(1)，所述的底座(1)中设有向外延伸的引线部分(2)，所述的引线部分(2)的末端与传感器部分(3)相连接，所述的传感器部分(3)与引线部分(2)分别设在绝缘基层(4)上；所述的传感器部分(3)包括工作电极(5)、对电极(7)和参比电极(6)，所述的工作电极(5)设在绝缘基层(4)一端面的左端，所述的对电极(7)设在绝缘基层(4)一端面的右端，所述的工作电极(5)上端的内壁与对电极(7)上端的内壁间设有参比电极(6)，所述的工作电极(5)、对电极(7)和参比电极(6)呈间隔状分布，构成三电极体系；所述的工作电极(5)包括粘结层(9)，所述的粘结层(9)覆在绝缘基层(4)的上部，所述的粘结层(9)的上部的覆有导电层(10)，所述的导电层(10)的上部覆有惰性金属层(11)，所述的惰性金属层(11)的上部的覆有催化层(12)，所述的催化层(12)的上部的覆有酶层(13)，所述的酶层(13)的上部的覆有高分子层(14)；所述的参比电极包括参比电极粘结层(15)，所述的粘结层(15)覆在绝缘基层(4)的上部，所述的粘结层(15)的上部覆有参比电极导电层(16)，所述的导电层(16)的上部覆有惰性金属层(17)，所述的惰性金属层(17)的上部覆有银/氯化银层(18)，所述的参比银/氯化银层(18)的上部覆有参比高分子层(19)；所述的对电极包括粘结层(20)，所述的粘结层(20)设在绝缘基层(4)的底部，所述的粘结层(20)的表面覆有导电层(21)，所述的导电层(21)的表面覆有惰性金属层(22)，所述的惰性金属层(22)的表面覆有催化层(23)，所述的催化层(23)的表面覆有高分子层(24)；所述的引线部分(2)由3个引线组件(30)组成，3个引线组件(30)均分在绝缘基层(4)的一个端面上，所述的引线组件(30)包括覆在绝缘基层(4)表面的引线第一粘结层(31)，所述的引线第一粘结层(31)的表面覆有引线导电层(32)，所述的引线导电层(32)的表面覆有引线第二粘结层(33)，所述的引线第二粘结层(33)的表面覆有引线保护层(34)；(1)、绝缘基层的选择：绝缘基层采用可挠曲的聚酰亚胺绝缘薄膜或聚酯薄膜作为载体，体积电阻率达到1015Ω·cm；该层厚度控制在7.5‑12.5微米；(2)、粘结层材质选择：粘结层包括传感器部分和引线部分中各粘结层；绝缘基层的正反两面涂布粘结层，粘结层采用环氧树脂或丙烯酸树脂类，该层厚度控制在5‑15微米；(3)、导电层的选择：导电层包括传感器部分和引线部分中各导电层；粘结层的表面为导电层，导电层采用压延铜箔，厚度控制在5‑20微米；引线部分需要在导电层上制备引线第二粘结层和引线保护层，层间通过滚压法增加层间结合力，电极部分不需要第二粘结层和保护层，按照不同要求制备相应功能层；(4)、引线第二粘结层的选择：后端引线部分的导电层外是引线第二粘结层，粘结剂采用环氧树脂或丙烯酸树脂类，该层厚度控制在5‑15微米；前端电极部分需要裸漏的不涂该层粘结剂，层间可通过滚压法增加层间结合力；(5)、保护层的选择：后端引线部分的引线第二粘结层外是聚酰亚胺绝缘薄膜，保护膜先进行切割加工，露出前段电极部位的铜箔，电极引线覆盖保护膜；该层厚度控制在5‑15微米；通过滚压法增加层间结合力；(6)、电极部分功能层制备：①、工作电极：工作电极铜箔上的功能层组成如下：惰性金属层、催化层、酶层、高分子层；惰性金属层在电极部位的铜箔上制备，通过电镀、溅射的方法制备，用金、铂的惰性金属，该层厚度为10‑15微米；催化层为铂黑，可以通过电镀方法制备；酶层通过喷雾、浸渍、涂布的方式将酶溶液转移到工作电极上，浸渍时间为5‑15分钟；然后用浓度为5％‑20％的戊二醛溶液将转移到工作电极的葡萄糖氧化酶交联固定，交联温度在25‑35摄氏度，采用液相浸渍交联或气相交联，交联时间为30‑60min；所用酶溶液制备过程如下：在磷酸盐缓冲液中加入葡萄糖氧化酶和人重组白蛋白，葡萄糖氧化酶加入量为每毫升50‑100毫克，人重组白蛋白加入量为每毫升50‑100毫克；溶解充分后，添加1‑5％的纳米金混匀，最后加入1‑5％的聚乙烯醇缩丁醛，混合均匀；纳米金利用AOT与环己烷体系形成的反胶束体系中制备，AOT是指琥玻酸二异辛酯璜酸钠，通过柠檬酸钠还原氯金酸盐水溶液，调节水、电解质、表面活性剂的浓度比例，制备不同直径的纳米金颗粒，纳米金颗粒直径在5‑30nm；葡萄糖氧化酶交联完成后，通过浸渍、涂布的方式在电极固定一层高分子膜，以增强传感器生物相容性，提高体内性能；葡萄糖氧化酶电极氧化葡萄糖的反应由两步酶反应组成：D‑glucose+GOD(FAD)→glucose‑lactone+GOD(FADH2)GOD(FADH2)+O2→GOD(FAD)+H2O2glucose‑lactone+H2O→glucose‑acid高分子层，通过浸渍、涂布的方式在电极固定一层高分子膜，所用到高分子材料是硅橡胶聚合物、聚氨酯、聚酰亚胺、聚乙二醇其中的二种或多种混合；溶剂采用无水乙醇、四氢呋喃，通过喷雾、浸渍、涂布的方式制备；②、对电极：对电极铜箔上的功能层包括对惰性金属层、对催化层、对高分子层；其制备方法与工作电极基本相同，不需制备酶层；③、参比电极：参比电极铜箔上的功能层包括惰性金属层、参比银/氯化银层、高分子层；惰性金属层制备方法与工作电极相同，惰性金属层制备完成后，通过电镀、真空溅射的方法制备银/氯化银层，电化学氯化后制备银/氯化银层，最后制备高分子外膜；上述制备工艺完成后，最后根据单元电路进行切割，得到传感器，传感器尺寸如下：植入人体部分长度不大于15mm，宽不大于0.6mm，厚不大于0.4mm。