一种柔性生物电极制造技术

本实用新型专利技术公开了一种柔性生物电极。该生物电极包括电极载体和包裹电极载体的聚合物水凝胶层，所述电极载体与聚合物水凝胶层之间设有第一导电层和第二导电层，所述第一导电层和第二导电层分别位于电极载体的两面，所述第一导电层上设有两个独立且不相导通的感测区域和空白区域，所述感测区域上设有酶生化感测层。本实用新型专利技术柔性生物电极可植入生物体组织中，用于连续或非连续分析生物体生理参数，在第一导电层上设计两个感测区域，一个感测区域被涂覆生物酶用于被分析物的感测，一个感测区域不涂覆生物酶，用于作为减差被分析物感测时的空白背景，从而提高了测量准确性，具有良好的应用前景。

Flexible biological electrode

The utility model discloses a flexible biological electrode. The biological electrode includes electrode carrier and package electrode carrier polymer hydrogel layer, the first conductive layer and the second conductive layer is arranged between the electrode and the carrier polymer hydrogel layer, both sides of the first and second conductive layers are respectively located in the electrode carrier, the first conductive layer is provided with two independent and not a through the sensing area and the blank area, the sensing region is arranged on the enzyme biochemical sensing layer. The utility model has the advantages of flexible bio implantable electrodes organism, or for non continuous analysis of physiological parameters of continuous design, the two sensing region on the first conductive layer, a sensing area is coated with biological enzyme for analyte sensing, a sensing area is not coated with biological enzyme, used as a subtraction of analyte sensing when the blank background, so as to improve the measurement accuracy, and has good application prospect.

【技术实现步骤摘要】
一种柔性生物电极
本技术涉及一种生物传感器领域，具体涉及一种柔性生物电极。
技术介绍
生物传感器用于生物体内组分测定，越来越广泛，比如组织液葡萄糖的浓度分析。通过使用生物酶电极、化学电极、物理电极、生物电极、分光光度计电极、测定偏振的电极、测定热的电极、测定辐射的电极、免疫化学的电极等类似电极将生物体内的化学物质转化成可探测的信号，如电流信号、光信号、热信号等等。本技术主要涉及到电流型生物传感器。例如国际申请号PCT/US2005/032102，国际公布号WO/2006/029293，公开了一种血液接触传感器，其包括一个传感器可以监测到样品的存在及其的装配工具，装配工具有一个传感器终端，固定在传感器上，以及装配工具时适合于静脉流装置联合使用。为了更进一步改善以上述“血液接触传感器”为例的连续血糖监测系统中，葡萄糖传感器兼容性、稳定性等特性，美国申请号US20130126349公开了一种持续性生物传感器的制备方法。授权公告号CN102469966B中国技术专利公开了一种持续分析物测量系统和用于植入它们的系统和方法，其中系统由基座、传感器、电子元件、处理单元构成。授权公告号CN201492421U的中国技术专利公开了一种可实现动态血糖检测的动态血糖仪，由传感器、发射器、接收处理器组成。CN101530327A，公开了一种皮下组织实时监测用针状电流测定式葡萄糖传感器及其制作方法，其包括一个针状式参考电极和至少一个针状式工作电极，工作电极由里至外依次为导电层、高分子材料内膜层、酶膜层、高分子材料控制扩散层；该传感器虽然通过针状式电极能够直接植入皮下组织，但是由于该装置包括一个针状式参考电极和至少一个针状式工作电极，植入皮下组织时创伤大。此外，该装置的导电层由金属基体、金属过渡层和贵金属层由内而外组成，由于金属过渡层、贵金属层均需要附着到金属基体表面，制作成本高、加工工艺繁杂。现有技术中，该类传感器也有以柔性聚合物薄膜为基底，在其上印刷碳电极或沉积金属电极，通过电极的层层组装或平面错位排布形成电化学三电极检测系统；或者直接利用极细的金属线实现。但这些方法大都工艺复杂，规模化程度低，使得这类产品生产成本高，价格昂贵。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种柔性生物电极，该电极结构简单，易于制备，且检测准确率高，方便病人监测病情。为解决现有技术问题，本技术采取的技术方案为：一种柔性生物电极，包括电极载体和包裹电极载体的聚合物水凝胶层，所述电极载体与聚合物水凝胶层之间设有第一导电层和第二导电层，所述第一导电层和第二导电层分别位于电极载体的两面，所述第一导电层上设有两个独立且不相导通的感测区域和空白区域，所述感测区域上设有酶生化感测层。作为改进的是，所述电极载体为与生物相容性好的聚合物薄膜，厚度为20-200μm。作为改进的是，所述第一导电层和第二导电层的厚度为2-20μm。作为改进的是，所述感测区域与空白区域的大小形状相同，厚度为2-10μm。作为改进的是，所述酶生化感测层厚度为0.1-0.3mm，长度为0.1-5mm。作为改进的是，所述第二导电层上沉积参比-对电极层，厚度为5-20μm。进一步改进的是，所述沉积方式为气象沉积、浸涂、电镀、化学镀或印刷中任一种。作为改进的是，所述聚合物水凝胶层的厚度为20-40μm。与现有技术相比，一种柔性生物电极通过在同一载体上增加空白电极对照，组成四电极系统，可以提高传感器电极的准确度及抗干扰能力。将工作电极和参比-对电极以及感测区域和参比区域设计在同一电极载体上，规避了传感器层层组装工艺所带来的加工困难及不良品率高的缺点，利用应用该方法能够有效简化加工工艺、易于实现规模化生产、降低生产成本，同时具有宽线性范围、低检测限、强抗干扰性、高响应灵敏度、以及长期稳定性等特性。附图说明图1是本技术柔性生物电极的截面结构示意图，其中1为电极载体，2为第一导电层，3为第二导电层，4为感测区域，7为聚合物水凝胶层。图2是本技术柔性生物电极的俯视结构示意图，其中，5为空白区域，6为酶生化感测层；图3为本技术实施例2的生物电极在不同葡萄糖浓度下的电流相应测试曲线图；图4为本技术实施例2的生物电极在葡萄糖浓度瞬间改变之后（0mmol/l变化到3mmol/l）平衡稳定性测试结果。图5本技术实施例2和实施例3的生物电极用于测试含有抗坏血酸、尿酸和醋氨酚等干扰物的葡萄糖溶液时的曲线图。具体实施方式下面结合附图详细说明本技术的优选技术方案。一种柔性生物电极，包括电极载体1和包裹电极载体1的聚合物水凝胶层7，所述电极载体1与聚合物水凝胶层7之间设有第一导电层2和第二导电层3，所述第一导电层2和第二导电层3分别位于电极载体1的两面，所述第一导电层2上设有两个独立且不相导通的感测区域4和空白区域5，所述感测区域4上设有酶生化感测层6。作为改进的是，所述电极载体1为与生物相容性好的聚合物薄膜，厚度为20-200μm。聚合物薄膜太厚，会导致柔性生物电极的直径过大，在植入人体的过程中易造成较大的创伤口。在沉积第一导电层2和第二导电层3之前，必须对聚合物薄膜进行清洗去除杂质，其中，清洗聚合物薄膜的清洗剂先为非极性溶剂再为极性溶剂。进一步改进的是，所述聚合物薄膜为PI或PET。作为改进的是，所述第一导电层2和第二导电层3的导电材料为金、银或碳，厚度为2-20μm。作为改进的是，所述感测区域4与空白区域5大小形状相同，厚度为2-10μm。以保证空白区域能的背景信号能完全复制感测区域的背景信号。作为改进的是，所述酶生化感测层6厚度为0.1-0.3mm，长度为0.1-5mm。作为改进的是，所述第二导电层3上沉积参比-对电极层7，厚度为5-20μm，所述参比-对电极层7的材料为银/氯化银。进一步改进的是，所述沉积方式为气象沉积、浸涂、电镀、化学镀或印刷中任一种，所述银与氯化银的质量比为50:50-80:20作为改进的是，所述聚合物水凝胶层6的厚度为20-40μm。聚合物水凝胶层用的材料是由本领域技术人员已知的聚四氟乙烯、聚烯烃、聚酰胺、聚二甲基硅氧烷、聚氨酯、聚碳酸酯、聚脲纤维素乙酸酯、Nafion、聚酯磺酸等等材料通过溶液挥发技术制备的亲水性膜。亲水性膜的制备技术是由本
人员熟知多种传感器内膜外膜制备技术，可通过溶液的技术比如喷雾、浸渍、浇铸、旋涂、涂覆等类似技术进行实现成膜。该技术的实现是通过易挥发的液体，比如水和有机溶剂，在传感器电极形成一层聚合物溶液后，蒸发留下的聚合物膜。蒸发方式可以是热、高能辐射、紫外光或者是负压。当传感器植入生物体组织后，在组织液的浸润下，亲水性膜逐渐膨胀，形成聚合物水凝胶层。实施例2除酶生化感测层6为葡萄糖氧化酶层，其他同实施例1。上述柔性生物电极的制备方法，包括以下步骤：步骤1，电极载体预处理选取PI为电极载体，将厚度至少为20μm的高分子薄膜材料切成；步骤2，预处理清洗将步骤1的片材分别置于丙酮、乙醇、去离子水中超声5min后烘干，去除表面的油污，备用将清洁后的片材浸入多巴胺盐酸盐溶（pH8.5，2mg/ml）中，并在室温下置于脱色摇床上，在空气中氧化24h后，在片材表面形成一层聚多巴胺，然后放入去离子水中浸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柔性生物电极，其特征在于：包括电极载体（1）和包裹电极载体（1）的聚合物水凝胶层（7），所述电极载体（1）与聚合物水凝胶层（7）之间设有第一导电层（2）和第二导电层（3），所述第一导电层（2）和第二导电层（3）分别位于电极载体（1）的两面，所述第一导电层（2）上设有两个独立且不相导通的感测区域（4）和空白区域（5），所述感测区域（4）上设有酶生化感测层（6）。

【技术特征摘要】
1.一种柔性生物电极，其特征在于：包括电极载体（1）和包裹电极载体（1）的聚合物水凝胶层（7），所述电极载体（1）与聚合物水凝胶层（7）之间设有第一导电层（2）和第二导电层（3），所述第一导电层（2）和第二导电层（3）分别位于电极载体（1）的两面，所述第一导电层（2）上设有两个独立且不相导通的感测区域（4）和空白区域（5），所述感测区域（4）上设有酶生化感测层（6）。2.根据权利要求1所述的一种柔性生物电极，其特征在于，所述电极载体（1）为与生物相容性好的聚合物薄膜，厚度为20-200μm。3.根据权利要求1所述的一种柔性生物电极，其特征在于，所述第一导电层（2）和第二导电层（3）厚度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：程荣恩，肖林春，
申请(专利权)人：南通九诺医疗科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32