植入式生物传感器制造技术

提供了一种植入式生物传感器，其包括基底、设于基底的第一工作电极和第二工作电极，第一工作电极具有第一传感层和第一导电层，第一传感层具有葡萄糖氧化酶，第二工作电极具有第二导电层和第二传感层，第二传感层具有第一传感层的除葡萄糖氧化酶以外的全部物质；单位时间穿过单位面积的所述第二传感层的所述干扰物质的量与单位时间穿过单位面积的所述第一传感层的所述干扰物质的量相同；第二工作电极用于参加反应并产生电流的面积S

【技术实现步骤摘要】
植入式生物传感器
本技术涉及生物传感
，且特别涉及一种植入式生物传感器。
技术介绍
生物传感器是一种以生物活性物质(如酶、抗体)作为功能性的敏感基元固定在信号转换设备上的元件，当遇到目标分析物时，信号转换设备将分析物的浓度转换为信号强度(如光学信号强度、电学信号强度)。目前，市场上应用最广泛的生物传感器为安培型酶葡萄糖传感器，如血糖试纸条、持续血糖监测探头。准确、连续监测糖尿病患者的血糖水平是治疗糖尿病的关键。目前市场上持续血糖监测产品的原理是，通过将生物传感器植入腹部或上臂皮下来监测组织液中的葡萄糖变化从而反应血糖水平。植入皮下的生物传感器处于复杂的环境，组织液中的一些有电化学活性的干扰物质会对生物传感器的电流响应产生干扰从而造成假阳性检测结果。CN105411607B公开了一种传感器结构，其具有工作电极和空白电极，工作电极具有酶层并用于与葡萄糖发生反应，空白电极不具有酶层从而仅检测干扰信号，可以大致地在检测结果中剔除扰动信息。但是，该传感器结构无法精确地剔除干扰物质对检测结果的影响，导致检测精度依然不足。因此，如何使植入式生物传感器能够更精准地检测目标分析物，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的状态而做出本技术。本技术的目的在于提供一种植入式生物传感器，其能够准确地检测葡萄糖浓度。提供一种植入式生物传感器，其用于检测组织液的葡萄糖浓度并包括基底和设于所述基底的第一工作电极，所述第一工作电极具有第一传感层和第一导电层，所述第一传感层覆盖所述第一导电层并具有葡萄糖氧化酶，所述组织液的葡萄糖能够与所述葡萄糖氧化酶反应，反应的产物和所述组织液的干扰物质与所述第一导电层反应并产生第一工作电流，所述植入式生物传感器还包括设于所述基底的第二工作电极，所述第二工作电极具有第二导电层和第二传感层，所述第二传感层覆盖所述第二导电层，所述第二传感层具有所述第一传感层的除所述葡萄糖氧化酶以外的全部物质，所述干扰物质与所述第二导电层反应并产生第二工作电流；单位时间穿过单位面积的所述第二传感层的所述干扰物质的量与单位时间穿过单位面积的所述第一传感层的所述干扰物质的量相同；所述第二工作电极用于参加反应并产生电流的面积S2小于所述第一工作电极用于参加反应并产生电流的面积S1。优选地，所述面积S2是所述面积S1的20％至50％。优选地，所述第一导电层和所述第二导电层的面积相同，所述第一导电层的局部覆盖第一绝缘层，所述第二导电层的局部覆盖第二绝缘层，所述第二绝缘层的面积大于所述第一绝缘层的面积，所述第二绝缘层以外的所述第二导电层具有所述面积S2，所述第一绝缘层以外的所述第一导电层具有所述面积S1。优选地，所述第一工作电极设于所述基底的一侧，所述第二工作电极设于与所述第一工作电极相反的、所述基底的另一侧。优选地，在所述第一工作电极上叠加设有对电极和参比电极中的一者，在所述第二工作电极上叠加设有所述对电极和所述参比电极中的另一者，在所述对电极和所述参比电极中的所述一者与所述第一工作电极之间，以及在所述对电极和所述参比电极中的所述另一者与所述第二工作电极之间设有绝缘层。优选地，所述第一工作电极和所述第二工作电极的表面分别覆盖第一生物相容层和第二生物相容层，所述第一生物相容层伸出所述第一导电层的外部并覆盖所述对电极和所述参比电极中的所述一者的表面，所述第二生物相容层伸出所述第二导电层的外部并覆盖所述对电极和所述参比电极中的所述另一者的表面。优选地，通过溅射或者印刷工艺在所述第一工作电极的表面的所述绝缘层上形成所述对电极，和/或在所述第二工作电极的表面的所述绝缘层上形成所述参比电极。优选地，所述第一工作电极和所述第二工作电极包括半透膜层，所述半透膜层能够限制所述组织液中的所述葡萄糖和氧气扩散的数量，并能够阻止预定量的所述干扰物质向所述第一导电层和所述第二导电层扩散。优选地，所述干扰物质包括尿酸和对乙酰氨基酚。本公开提供的技术方案至少具有以下有益效果：第一工作电极在一定电压下产生第一工作电流I1，第一工作电流I1为由葡萄糖和干扰物质，以及可能的扰动产生的电流之和，第二工作电极在上述一定电压下产生第二工作电流I2，第二工作电流I2为干扰物质和可能的扰动产生的电流之和，通过对第一工作电流I1和第二工作电流I2做计算即可得到仅由葡萄糖产生的电流I0，从而精确地检测葡萄糖的浓度。第二工作电极的工作面积S2越小，检测到的电流信号越小，干扰物质反应时产生的副产物对周围组织产生的影响越小。第一工作电极的工作面积S1越大，检测到的电流信号越强，从而生物传感器的精确度越高。附图说明图1是本公开提供的一种植入式生物传感器的局部剖视图。图2是图1中的第一工作电极的剖视图。图3是图1中的第二工作电极的剖视图。附图标记说明：1植入式生物传感器、S基底、10第一工作电极、20第二工作电极、30绝缘层、40对电极、50参比电极、110第一导电层、120第一传感层、130第一半透膜层、140第一生物相容层、210第二导电层、220第二传感层、230第二半透膜层、240第二生物相容层。具体实施方式下面参照附图描述本技术的示例性实施方式。应当理解，这些具体的说明仅用于示教本领域技术人员如何实施本技术，而不用于穷举本技术的所有可行的方式，也不用于限制本技术的范围。如图1至图3所示，本公开提供一种植入式生物传感器1，其用于检测组织液中的葡萄糖浓度，其包括基底S、第一工作电极10、第二工作电极20、对电极40和参比电极50，第一工作电极10和第二工作电极20设于基底S上。第一工作电极10包含第一传感层120和第一导电层110，第一传感层120覆盖第一导电层110并具有葡萄糖氧化酶。葡萄糖氧化酶能够将扩散至第一传感层120表面的葡萄糖催化为过氧化氢，过氧化氢和组织液中的干扰物质与第一导电层110反应，第一工作电极10产生第一工作电流I1。第二工作电极20包括第二导电层210和第二传感层220，第二传感层220覆盖第二导电层210，第二传感层220具有第一导电层110的除上述葡萄糖氧化酶以外的所有物质(例如包括白蛋白)以模拟第一导电层110对干扰物质所起的作用。从而，穿过第二传感层220的干扰物质的种类和穿过第一传感层120的干扰物质的种类相同，且单位时间穿过单位面积的第二传感层220的干扰物质的量与单位时间穿过单位面积的第一传感层120的干扰物质的量相同。干扰物质穿过第二传感层220与第二导电层210反应，第二工作电极20产生第二工作电流I2。第一导电层110可以全部由第一传感层120覆盖，或者第一导电层110的一部分可以由第一传感层120覆盖，其他部分由第一绝缘层(下文详述)覆盖，由第一传感层120覆盖的第一导电层110的面积为第一工作电极10的工作面积S1(第一工作电极10用于参加反应并产生电流的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种植入式生物传感器，其用于检测组织液的葡萄糖浓度并包括基底(S)和设于所述基底(S)的第一工作电极(10)，所述第一工作电极(10)具有第一传感层(120)和第一导电层(110)，所述第一传感层(120)覆盖所述第一导电层(110)并具有葡萄糖氧化酶，所述组织液的葡萄糖能够与所述葡萄糖氧化酶反应，反应的产物和所述组织液的干扰物质与所述第一导电层(110)反应并产生第一工作电流，其特征在于，/n所述植入式生物传感器还包括设于所述基底(S)的第二工作电极(20)，所述第二工作电极(20)具有第二导电层(210)和第二传感层(220)，所述第二传感层(220)覆盖所述第二导电层(210)，所述第二传感层(220)具有所述第一传感层(120)的除所述葡萄糖氧化酶以外的全部物质，所述干扰物质与所述第二导电层(210)反应并产生第二工作电流；/n单位时间穿过单位面积的所述第二传感层(220)的所述干扰物质的量与单位时间穿过单位面积的所述第一传感层(120)的所述干扰物质的量相同；/n所述第二工作电极(20)用于参加反应并产生电流的面积S

【技术特征摘要】
1.一种植入式生物传感器，其用于检测组织液的葡萄糖浓度并包括基底(S)和设于所述基底(S)的第一工作电极(10)，所述第一工作电极(10)具有第一传感层(120)和第一导电层(110)，所述第一传感层(120)覆盖所述第一导电层(110)并具有葡萄糖氧化酶，所述组织液的葡萄糖能够与所述葡萄糖氧化酶反应，反应的产物和所述组织液的干扰物质与所述第一导电层(110)反应并产生第一工作电流，其特征在于，
所述植入式生物传感器还包括设于所述基底(S)的第二工作电极(20)，所述第二工作电极(20)具有第二导电层(210)和第二传感层(220)，所述第二传感层(220)覆盖所述第二导电层(210)，所述第二传感层(220)具有所述第一传感层(120)的除所述葡萄糖氧化酶以外的全部物质，所述干扰物质与所述第二导电层(210)反应并产生第二工作电流；
单位时间穿过单位面积的所述第二传感层(220)的所述干扰物质的量与单位时间穿过单位面积的所述第一传感层(120)的所述干扰物质的量相同；
所述第二工作电极(20)用于参加反应并产生电流的面积S2小于所述第一工作电极(10)用于参加反应并产生电流的面积S1。


2.根据权利要求1所述的植入式生物传感器，其特征在于，所述面积S2是所述面积S1的20％至50％。


3.根据权利要求1所述的植入式生物传感器，其特征在于，所述第一导电层(110)和所述第二导电层(210)的面积相同，所述第一导电层(110)的局部覆盖第一绝缘层，所述第二导电层(210)的局部覆盖第二绝缘层，所述第二绝缘层的面积大于所述第一绝缘层的面积，所述第二绝缘层以外的所述第二导电层(210)具有所述面积S2，所述第一绝缘层以外的所述第一导电层(110)具有所述面积S1。


4.根据权利要求1所述的植入式生物传感器，其特征在于，所述第一工作电极(10)设于所述基底(S)的一侧，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁纪洪，杨丽芬，樊建锋，刘学宇，龙小燕，
申请(专利权)人：华东数字医学工程研究院，
类型：新型
国别省市：江西;36