一种多工作电极葡萄糖传感器及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种多工作电极葡萄糖传感器及其制造方法，包括衬底，所述衬底的正面印刷有电极阵列，所述电极阵列内分布有多组工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极，所述衬底的背面设置有通过衬底上的通孔与工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极的连接导线和引线焊脚；与现有的基于反离子电渗透技术的产品相比，本发明专利技术提供的多工作电极传感器结构，能够极大的提高葡萄糖浓度的测试范围；多工作电极测试对比分析，得到更精确的血糖浓度；在衬底的背面设置连接导线结构大大降低的正面引线的复杂度，另一方面背面连接导线的焊脚可与硬件电路板直接焊接，可提高设备的集成度，便于小型化和可穿戴化。

【技术实现步骤摘要】
一种多工作电极葡萄糖传感器及其制造方法
本专利技术涉及一种多工作电极葡萄糖传感器及其制造方法，属于生物信息检测领域。
技术介绍
糖尿病的主要特点是缓慢持续上升的血糖浓度，当血糖浓度上升到一定的高度时，高于肾糖阈则可以在尿液中检测到糖分。糖尿病患者由于血糖浓度异常而导致体内代谢紊乱，易引起糖尿病酮症、心脑血管病变、肾病、眼病、肢端坏疽和感染等严重并发症。由于目前尚无根治糖尿病的方法，因此，控制血糖浓度是治疗糖尿病的主要手段。目前，市面上所售的血糖仪多为有创的，需要手指扎针取样，给患者带来痛苦和不便，同时还无法实现血糖浓度连续监测。因此无创血糖检测技术成为该领域的研究热点。无创血糖检测方法有很多，诸如近红外光法，中远红外光法，偏振光法，超声声光光谱法，反离子电渗透法，组织液超滤提取法等，其中近红外法由于体内水，蛋白质，脂肪，血色素等物质对测量结果干扰较大，精度一般不被临床所接受。美敦力的血糖检测系统通过微细的针刺破表皮，直接监测组织液血糖浓度，准确度较高，但是属于微创技术，且耗材极其昂贵。反离子电渗透法通过在表皮施加电场，组织液中的Na离子向阴极移动，Cl离子向阳极移动，皮肤正常情况下带负电荷，Na离子作为主要载体的离子流，将中性葡萄糖分子携带到皮肤表面，实现无创抽取的目的。然而，基于反离子电渗透法的血糖检测产品，如glucowatch，存在抽取组织液时轻微刺激皮肤，以及单一工作电极测量血糖浓度范围窄，针对不同浓度血糖匹配度和准确度差等缺陷。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：为克服上述问题，提供一种多工作电极葡萄糖传感器及其制造方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多工作电极葡萄糖传感器，包括衬底，所述衬底的正面印刷有电极阵列，所述电极阵列内分布有多组工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极，所述衬底的背面设置有通过衬底上的通孔与工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极电连接的连接导线和引线焊脚；所述多组工作电极可测得多组数据，并与真实值进行对比分析，从而得到最接近真实值的数据；所述参比电极用于校准工作电极的工作电压；所述对电极用于与工作电极形成回路；所述组织液吸取电极用于抽取待检测液体。优选地，所述电极阵列包括围成圈的多个组织液吸取电极圈，所述组织液吸取电极圈内形成多个工作区，所述组织液吸取电极圈相邻一边开设有对应的缺口，在每个所述工作区内设置有多组工作电极，所述参比电极和对电极设置在多组工作电极的中间。优选地，每个所述工作区内设置有若干组不同面积的工作电极，不同工作电极的面积比例范围为1-100。优选地，所述衬底背面设置有连接导线的区域覆盖有绝缘层，留出连接导线的引线焊脚位置，在衬底正面的所述工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极的区域覆盖一层凝胶盘。优选地，所述凝胶盘包括聚环氧乙烷、聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖或琼脂糖；所述凝胶盘内的成分还包括牛血清蛋白(BSA)和/或缓冲液(PBS)和/或葡萄糖氧化酶(GOD)和/或防腐剂和/或保湿剂和/或促渗剂和/或络合剂和/或抗干扰剂。一种如以上所述多工作电极葡萄糖传感器的制造方法，包括以下步骤：S1：提供一衬底，在所述衬底上打出若干通孔；S2：在所述衬底正面填充通孔，并印刷出若干工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极，接着进行固化处理；S3：在所述衬底背面印刷出与所述工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极之间电连接的连接导线和引线焊脚，接着固化处理，并在背面作绝缘处理。优选地，还包括步骤S4：在所述工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极的区域覆盖一层凝胶盘。优选地，所述步骤S1中，在所述衬底上通过激光或机械加工的方法，形成所述通孔；或采用模具压制成带所述通孔的坯体，再热处理成型。优选地，所述步骤S2中，利用丝网印刷工艺填充通孔，并印刷出若干工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极，丝网印刷工艺中采用的丝网印刷浆料可以是银、碳或铂。优选地，还包括步骤S31：对所述抽取电极和参比电极采用银/氯化银进行修饰；对所述工作电极用导电浆料配合电子媒介化合物进行修饰，或在所述工作电极上修饰葡萄糖氧化酶和电子媒介化合物。优选地，所述电子媒介化合物为二茂铁及其衍生物、钌及其化合物、铁氰酸盐、醌类、有机介体或锇聚合物。本专利技术的有益效果是：与现有的基于反离子电渗透技术的产品相比，本专利技术提供的多工作电极传感器结构，能够极大的提高葡萄糖浓度的测试范围；多工作电极测试对比分析，得到更精确的葡萄糖浓度；背面引线结构大大降低的正面引线的复杂度，另一方面背面引线焊脚可与硬件电路板直接焊接，可提高设备的集成度，便于小型化和可穿戴化。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1是本专利技术一实施例的含通孔的衬底示意图；图2是本专利技术所述多工作电极葡萄糖传感器的正视图；图3是本专利技术所述多工作电极葡萄糖传感器的后视图；图4是本专利技术所述葡萄糖传感器用于血糖检测装置的示意图；图5是本专利技术一实施例的血糖检测时抽取电极电压加载的示意图；图6是本专利技术一实施例的葡萄糖传感器不同工作电极在不同浓度标准葡萄糖溶液中测得葡萄糖浓度的拟合曲线示意图。图中标记为：1-绷带，2-底部固定装置，3-硬件电路板，4-多工作电极葡萄糖传感器，41-衬底，42-通孔，43-组织液吸取电极，44-对电极，45-参比电极，461-工作电极，462-工作电极，463-工作电极，464-工作电极，47-引线压点，48-连接导线，49-绝缘层，410-引线焊脚，5-凝胶盘。具体实施方式现在结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本专利技术的基本结构，因此其仅显示与本专利技术有关的构成。实施例1一种多工作电极葡萄糖传感器，如图2和图3所示，包括衬底41，所述衬底41在具体应用时可以是陶瓷、玻璃、高分子或塑料等材料，所述衬底41的正面印刷有电极阵列，所述电极阵列内分布有多组工作电极(461-464)、参比电极45、对电极44和组织液吸取电极43，所述衬底41的背面设置有通过衬底41上的通孔42与工作电极(461-464)、参比电极45、对电极44、组织液吸取电极43电连接的连接导线48和引线焊脚410；所述多组工作电极(461-464)可测得多组数据，并与真实值进行对比分析，从而得到最接近真实值的数据；所述参比电极45用于校准工作电极(461-464)的工作电压；所述对电极44用于与工作电极(461-464)形成回路；所述组织液吸取电极43用于抽取待检测液体。与现有的基于反离子电渗透技术的产品相比，本专利技术提供的多工作电极传感器结构，能够极大的提高葡萄糖浓度的测试范围；多工作电极测试对比分析，得到更精确的葡萄糖浓度；在衬底41的背面设置连接导线48结构大大降低的正面引线的复杂度，另一方面背面连接导线48的引线焊脚410可与硬件电路板3直接焊接，可提高设备的集成度，便于小型化和可穿戴化。实施例2在实施例1所述多工作电极葡萄糖传感器的基础上，在本实施例中，所述电极阵列包括围成方形圈的多个组织液吸取电极43圈，但所述组织液吸取电极43圈还可根据需要设置成圆形圈、边形圈或其他不规则形状的圈，所述组织液吸取电极43圈内形成多个工作区，所述组织液吸取电极43圈相邻一边开设有对应的缺本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多工作电极葡萄糖传感器，其特征在于，包括衬底，所述衬底的正面印刷有电极阵列，所述电极阵列内分布有多组工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极，所述衬底的背面设置有通过衬底上的通孔与工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极电连接的连接导线和引线焊脚；所述多组工作电极可测得多组数据，并与真实值进行对比分析，从而得到最接近真实值的数据；所述参比电极用于校准工作电极的工作电压；所述对电极用于与工作电极形成回路；所述组织液吸取电极用于抽取待检测液体。

【技术特征摘要】
1.一种多工作电极葡萄糖传感器，其特征在于，包括衬底，所述衬底的正面印刷有电极阵列，所述电极阵列内分布有多组工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极，所述衬底的背面设置有通过衬底上的通孔与工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极电连接的连接导线和引线焊脚；所述多组工作电极可测得多组数据，并与真实值进行对比分析，从而得到最接近真实值的数据；所述参比电极用于校准工作电极的工作电压；所述对电极用于与工作电极形成回路；所述组织液吸取电极用于抽取待检测液体。2.如权利要求1所述的多工作电极葡萄糖传感器，其特征在于，所述电极阵列包括围成圈的多个组织液吸取电极圈，所述组织液吸取电极圈内形成多个工作区，所述组织液吸取电极圈相邻一边开设有对应的缺口，在每个所述工作区内设置有多组工作电极，所述参比电极和对电极设置在多组工作电极的中间。3.如权利要求2所述的多工作电极葡萄糖传感器，其特征在于，每个所述工作区内设置有若干组不同面积的工作电极，不同工作电极的面积比例范围为1-100。4.如权利要求1-3任一项所述的多工作电极葡萄糖传感器，其特征在于，所述衬底背面设置有连接导线的区域覆盖有绝缘层，留出连接导线的引线焊脚位置，在衬底正面的所述工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极的区域覆盖一层凝胶盘。5.如权利要求4所述的多工作电极葡萄糖传感器，其特征在于，所述凝胶盘包括聚环氧乙烷、聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖或琼脂糖；所述凝胶盘内的成分还包括牛血清蛋白(BSA)和/或缓冲液(PBS)和/或葡萄糖氧化酶(GOD)和/或防腐剂和/或保湿剂和/或促渗剂和/...

【专利技术属性】
技术研发人员：於广军，杨旭燕，王伟，杨佳威，
申请(专利权)人：杭州暖芯迦电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33