基于柔性生物传感器的无创血糖仪制造技术

本实用新型专利技术涉及基于柔性生物传感器的无创血糖仪。根据一示例性实施例，一种无创血糖仪可包括：葡萄糖提取部，用于无创地从检测对象的体内提取葡萄糖到检测对象的皮肤表面上；检测部，具有多层膜结构，用于检测提取在检测对象的皮肤表面上的葡萄糖的浓度，得到电信号；以及分析部，用于分析所述电信号以确定所述检测对象的血糖值。本实用新型专利技术的无创血糖仪能够实现无创血糖检测，并且具有高的检测准确性，因此能够广泛应用于各种场所来进行血糖检测。

Noninvasive Blood Glucose Meter Based on Flexible Biosensor

The utility model relates to a noninvasive blood sugar meter based on a flexible biosensor. According to an exemplary embodiment, a non-invasive blood glucose meter may include: a glucose extraction unit for non-invasive extraction of glucose from the body of a test object to the skin surface of the test object; a detection unit having a multilayer structure for detecting the concentration of glucose extracted on the skin surface of the test object and obtaining an electrical signal; and an analysis unit for analyzing the electrical signal. To determine the blood sugar value of the detected object. The non-invasive blood sugar meter of the utility model can realize non-invasive blood sugar detection, and has high detection accuracy, so it can be widely used in various places for blood sugar detection.

【技术实现步骤摘要】
基于柔性生物传感器的无创血糖仪
本技术总体上涉及血糖检测领域，更特别地，涉及一种基于柔性生物传感器的无创血糖仪，其能够实现无创血糖检测，并且具有高的检测准确度。
技术介绍
糖尿病是世界上最为常见的内分泌代谢病。《中国居民营养与慢性病状况报告(2015)》显示，18岁以上成人糖尿病患病率为9.7％。我国成为无可争议的糖尿病第一大国，且有逐年上升的趋势。在糖尿病人中，使用传统有创血糖仪的人数已超过5000万人，血糖仪试纸的人均年化使用量约180条，每年需要消耗的血糖仪试纸约为90亿条。目前由于社会生活压力大，吃得好运动少，经常熬夜，过量的吸烟饮酒以及生态环境的污染，致使国人中存在大量的糖尿病潜在患者。因此，正确诊断和治疗糖尿病具有十分重要的意义。糖尿病病人在诊疗期间经常要进行血糖浓度化验,以便医务人员及时清楚地了解治疗的效果。但频繁地抽血有很多弊端，既增加了感染的危险,又给病人造成痛苦,还给医务人员带来一定压力。因此，如何实现无创血糖检测已成为研究人员为之努力的方向。为了改变这一局面,近年来正在积极研究血糖浓度的非损伤性测定方法，包括使用近红外光谱以及拉曼光谱等光学手段进行血糖监测。这些方法光谱信噪比低，因而利用其测定的血糖值的准确性低。
技术实现思路
为了解决上述以及其他技术问题，本技术提出一种基于柔性生物传感器的无创血糖仪，其能够实现无创血糖检测，并且具有高的检测准确性。根据本技术一示例性实施例，提供一种无创血糖仪，其可包括：葡萄糖提取部，用于无创地从检测对象的体内提取葡萄糖到检测对象的皮肤表面上；检测部，具有多层膜结构，用于检测提取在检测对象的皮肤表面上的葡萄糖的浓度，得到电信号；以及分析部，用于分析所述电信号以确定所述检测对象的血糖值。在一些示例中，所述葡萄糖提取部包括：正电极，用于覆盖所述检测对象的皮肤表面的第一区域；以及负电极，用于覆盖所述检测对象的皮肤表面的与所述第一区域不同的第二区域，其中，所述正电极和所述负电极之间施加有预定电压以建立电化学双通道，从而从所述检测对象的体内提取葡萄糖到所述检测对象的皮肤表面上。在一些示例中，所述正电极的面积大于所述负电极的面积。在一些示例中，所述葡萄糖提取部还包括：葡萄糖提取增强剂层，设置在所述正电极与所述检测对象的皮肤表面的第一区域之间，用于增强所述电化学双通道。在一些示例中，所述葡萄糖提取增强剂层包括透明质酸。在一些示例中，所述预定电压的有效值在1V到24V的范围内。在一些示例中，所述正电极和所述负电极之间的间距在1mm到10cm的范围内。在一些示例中，所述正电极具有围绕所述负电极的环形形状。在一些示例中，所述葡萄糖提取部还包括：供电模块，用于向所述正电极和所述负电极提供所述预定电压。在一些示例中，所述供电模块为电池或用于连接外部电源的电源接头。在一些示例中，所述正电极和所述负电极为金属膜、导电塑料膜、或碳膜。在一些示例中，所述正电极和所述负电极为柔性电极。在一些示例中，所述葡萄糖提取部还包括：保护层，覆盖在所述正电极和所述负电极上，用于将所述正电极和所述负电极粘附到所述检测对象的皮肤表面上。在一些示例中，所述保护层是柔性的。在一些示例中，所述检测部的多层膜结构包括：电极层；以及反应层，设置在所述电极层与所述检测对象的皮肤表面之间。在一些示例中，所述反应层包括酶。在一些示例中，所述酶是葡萄糖氧化酶。在一些示例中，所述反应层还包括辅酶。在一些示例中，所述酶和所述辅酶由壳聚糖固定在所述反应层中。在一些示例中，所述酶是葡萄糖脱氢酶，所述辅酶是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP)。在一些示例中，所述检测部的多层膜结构还包括：催化层，设置在所述电极层与所述反应层之间。在一些示例中，所述催化层附着在所述电极层上。在一些示例中，所述电极层的附着有所述催化层的表面为粗糙表面或形成有纳米微结构。在一些示例中，所述粗糙表面或纳米微结构通过湿法刻蚀、干法刻蚀、光刻或电沉积方法制备而成。在一些示例中，所述纳米微结构包括纳米锥、纳米线、纳米柱、纳米颗粒中的一种或多种。在一些示例中，所述催化层包括普鲁士蓝。在一些示例中，所述电极层为金属电极层、碳膜电极层、石墨烯电极层或碳纳米管电极层。在一些示例中，所述金属电极层包括金、银、铜中的至少一种。在一些示例中，所述电极层的厚度在50nm至1μm的范围内。在一些示例中，所述检测部的多层膜结构覆盖所述待测对象的皮肤表面的所述第二区域。在一些示例中，所述检测部的多层膜结构还包括保护层，用于将所述电极层和所述反应层粘附到所述检测对象的皮肤表面上，并且保护所述电极层和所述反应层。在一些示例中，所述电极层包括叉指电极或蛇形电极。在一些示例中，所述检测部用作所述负电极，在提取葡萄糖时，所述叉指电极或蛇形电极施加有相同电位，以用作所述负电极来提取葡萄糖，在检测葡萄糖时，所述叉指电极或蛇形电极用于检测所述电信号。在一些示例中，所述分析部内储存有校准参数，所述检测对象的血糖值利用所述检测部提供的电信号和所述校准参数计算获得。在一些示例中，所述分析部还包括通信模块以与其他智能设备之间进行数据传输。从上述技术方案可以看出，本技术的实施例提供了一种基于柔性生物传感器的无创血糖仪。首先，可利用葡萄糖提取部通过构建电化学双通道从人体提取葡萄糖到皮肤表面。然后，检测部可通过电化学反应在人体皮肤表面探测葡萄糖浓度，得到与血糖相关的电信号。检测部得到的电信号可传输给分析部，由分析部根据所述电信号来计算待测对象的血糖值。通过上述工作流程可以发现，本技术的基于柔性生物传感器的无创血糖仪不需要损伤待测对象即可进行待测对象血糖的检测，实现了无创血糖检测的目的。此外，本技术的无创血糖仪通过构建电化学双通道，将葡萄糖提取到皮肤表面上，全程不会损伤待测对象，实现了无创检测的目的。而且，本技术的无创血糖仪利用葡萄糖酶进行电化学反应来检测葡萄糖，葡萄糖酶对葡萄糖的催化具有特异性，排除了检测过程中的大量干扰。因此，与传统的光学无创检测方法相比，本技术的无创血糖检测仪能够实现精准的血糖检测。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为根据本申请一实施例的基于柔性生物传感器的无创血糖仪的结构及工作示意图；图2为根据本申请一实施例的葡萄糖提取部的结构示意图；图3为根据本申请另一实施例的葡萄糖提取部的结构示意图；图4为根据本申请一实施例的葡萄糖提取部的工作原理示意图；图5A为根据本申请一实施例的检测部的分层结构示意图；图5B为根据本申请另一实施例的检测部的分层结构示意图；图6为根据本申请一实施例的检测部的电极结构示意图；图7为根据本申请一实施例的一体式提取检测部的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图描述本技术的示例性实施例。显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例。在描述实施例时，阐述了许多细节，以使得本领域技术人员能够实施本技术。应理解，这些细节仅用于示例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无创血糖仪，其特征在于包括：葡萄糖提取部，用于无创地从检测对象的体内提取葡萄糖到检测对象的皮肤表面上；检测部，具有多层膜结构，用于检测提取在检测对象的皮肤表面上的葡萄糖的浓度，得到电信号；以及分析部，用于分析所述电信号以确定所述检测对象的血糖值。

【技术特征摘要】
1.一种无创血糖仪，其特征在于包括：葡萄糖提取部，用于无创地从检测对象的体内提取葡萄糖到检测对象的皮肤表面上；检测部，具有多层膜结构，用于检测提取在检测对象的皮肤表面上的葡萄糖的浓度，得到电信号；以及分析部，用于分析所述电信号以确定所述检测对象的血糖值。2.根据权利要求1所述的无创血糖仪，其特征在于，所述葡萄糖提取部包括：正电极，用于覆盖所述检测对象的皮肤表面的第一区域；以及负电极，用于覆盖所述检测对象的皮肤表面的与所述第一区域不同的第二区域，其中，所述正电极和所述负电极之间施加有预定电压以建立电化学双通道，从而从所述检测对象的体内提取葡萄糖到所述检测对象的皮肤表面上。3.根据权利要求2所述的无创血糖仪，其特征在于，所述正电极的面积大于所述负电极的面积。4.根据权利要求2所述的无创血糖仪，其特征在于，所述葡萄糖提取部还包括：葡萄糖提取增强剂层，设置在所述正电极与所述检测对象的皮肤表面的第一区域之间，用于增强所述电化学双通道。5.根据权利要求4所述的无创血糖仪，其特征在于，所述葡萄糖提取增强剂层包括透明质酸。6.根据权利要求2所述的无创血糖仪，其特征在于，所述预定电压的有效值在1V到24V的范围内。7.根据权利要求2所述的无创血糖仪，其特征在于，所述正电极和所述负电极之间的间距在1mm到10cm的范围内。8.根据权利要求2所述的无创血糖仪，其特征在于，所述正电极具有围绕所述负电极的环形形状。9.根据权利要求2所述的无创血糖仪，其特征在于，所述葡萄糖提取部还包括：供电模块，用于向所述正电极和所述负电极提供所述预定电压。10.根据权利要求9所述的无创血糖仪，其特征在于，所述供电模块为电池或用于连接外部电源的电源接头。11.根据权利要求2所述的无创血糖仪，其特征在于，所述正电极和所述负电极为金属膜、导电塑料膜、或碳膜。12.根据权利要求2所述的无创血糖仪，其特征在于，所述正电极和所述负电极为柔性电极。13.根据权利要求2所述的无创血糖仪，其特征在于，所述葡萄糖提取部还包括：保护层，覆盖在所述正电极和所述负电极上，用于将所述正电极和所述负电极粘附到所述检测对象的皮肤表面上。14.根据权利要求13所述的无创血糖仪，其特征在于，所述保护层是柔性的。15.根据权利要求2所述的无创血糖仪，其特征在于，所述检测部的多层膜结构包括：电极层；以及反应层，设置在所述电极层与所述检测对象的皮肤表面之间。16.根据权利要求15所述的无创血糖仪，其特征在于，所述反应层包括酶。17.根据权利要求16所述的无创血糖仪，其特征在于，所述酶是葡...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘新宇，
申请(专利权)人：潘新宇，
类型：新型
国别省市：北京,11