植入式微型生物传感器及其制法制造技术

一种植入式微型生物传感器，包括：一个包括植入端且用以沿植入方向被植入生物体皮表下的基板、一个设置于基板的一个表面且用作为对电极的第一电极、一个与第一电极间隔设置的第二电极、一个用作为工作电极的第三电极及一个化学试剂层。第一电极包括位于植入端的沿着植入方向延伸设置的前端部，且第一电极的感测段至少包含前端部。第二电极包含位于植入端且面积小于第一电极之感测段面积的感测段，及第三电极包括位于植入端的感测段。化学试剂层至少覆盖第三电极的感测段，以使第三电极选择地配合第一电极、或第一电极与第二电极进行量测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
植入式微型生物传感器及其制法


[0001]本专利技术是有关于一种生物传感器及其制法，特别是指一种植入式微型生物传感器及其制法。

技术介绍

[0002]糖尿病病患人口呈快速增长，随之益发强调需监控体内葡萄糖(Glucose)的变化，所以许多研究开始朝向研发可植入体内进行连续式葡萄糖监控(continuous glucose monitoring，CGM)的系统，以解决一天需反复多次的采血与检测为患者生活上所带来的不便。连续式葡萄糖监控系统的基本架构包含生物传感器(Biosensor)与发射器(Transmitter)，其中生物传感器用以量测体内对应于葡萄糖浓度的生理讯号，且大多运用电化学方式，也就是以葡萄糖氧化酵素(glucose oxidase，GOx)催化葡萄糖反应生成葡萄糖酸内酯(Gluconolactone)与还原态酵素，后续还原态酵素将与体内生物流体中的氧气进行电子转移进而生成副产物过氧化氢(H2O2)，最后借由催化副产物H2O2的氧化反应来量化葡萄糖浓度，其反应式如下。
[0003]Glucose+GOx(FAD)
→
GOx(FADH2)+Gluconolactone
[0004]GOx(FADH2)+O2→
GOx(FAD)+H2O2[0005]在上述反应中，FAD(黄素腺嘌呤二核苷酸，Flavin Adenine Dinucleotide)为GOx的活性中心。
[0006]然而，血液或组织液中若存在如维他命C的主要成分-抗坏血酸(Ascorbic Acid，AA)、常见止痛药成分-乙酰氨酚(Acetaminophen，AM)、尿酸(Uric Acid，UA)、蛋白质或葡萄糖类似物等干扰物且其氧化电位接近H2O2的氧化电位时便会影响葡萄糖量测的讯号，使得连续式葡萄糖监控系统在实际操作上难以确保测定数值能真实反应受测者的状态以及维持讯号的长期稳定度。目前相应的解决方法可借由设置高分子膜进行筛除，或以多工作电极搭配酵素覆盖的有无或覆盖有不同酵素的方式，进而施加电压而由各工作电极读取多个讯号。最后，针对前述多个讯号进行处理，便可获得较为准确的待测分析物的生理参数，但前者往往无法完全筛除干扰物，而后者增加制程的复杂度。
[0007]除了须避免干扰物影响外，生物传感器一般选用银/氯化银作为参考电极或兼具参考电极功能的对电极的材料，但氯化银在参考电极或对电极上不可被消耗殆尽且需具备一安全库存量，使得生物传感器维持于一稳定的检测环境中进行生理讯号的量测，并使生理讯号与待测分析物生理参数间达到一稳定的比例关系。
[0008]然而，氯化银不只会因解离(Dissolution)而导致氯离子流失，进而造成参考电位飘移，更会因银/氯化银作为对电极材料而参与氧化还原反应，使氯化银还原为银而被消耗。由此可知，生物传感器的使用寿命往往受限于参考电极或对电极上的氯化银含量，目前也有许多针对此问题所提出的专利技术。以两电极系统为例，在平均感测电流20纳安培(nA)下对电极容量(Capacity)的消耗约为每日1.73毫库伦(mC)，也就是说，若欲将生物传感器埋置于皮表下进行连续16天的葡萄糖监控，至少需具备27.68mC的容量，所以现有技术尝试拉
长对电极的长度至大于10mm。但为了避免植入深达皮下组织，此等生物传感器需以斜角方式植入，进而造成植入伤口较大、较高感染风险等问题，且植入时的痛感也较显著。
[0009]据此，在配合微型化连续式葡萄糖监控系统发展的前提下，如何研发出能同时提升量测精准度、延长使用寿命，并兼顾制程简化、降低成本等等需求的生物传感器，为业界亟欲达成的目标。

技术实现思路

[0010]本专利技术的第一目的在于提供一种具备量测精准度、可延长使用寿命且可连续监控的植入式微型生物传感器。
[0011]于是，本专利技术植入式微型生物传感器，其特征在于该植入式微型生物传感器用以植入生物体皮下测定生物流体中分析物的生理参数且包含：
[0012]一个基板，其包括一个植入端，用以沿一个植入方向被植入该生物体皮下；
[0013]一个第一电极，设置于该基板的一个表面上用作为该植入式微型生物传感器的一个对电极，该第一电极包括位于该植入端的一个沿着该植入方向延伸设置的前端部及一个远离该植入方向的后端部，且该第一电极的一个感测段至少包含该前端部；
[0014]一个第二电极，与该第一电极间隔设置于该表面上且包含一个位于该植入端的感测段，该第二电极的感测段面积小于该第一电极的感测段面积；
[0015]一个第三电极，设置于该基板上用作为该植入式微型生物传感器的一个工作电极并包括一个位于该植入端的感测段；及
[0016]一个化学试剂层，至少覆盖该第三电极的感测段，以使该第三电极选择地配合该第一电极、或该第一电极与该第二电极量测对应该分析物的该生理参数的一生理讯号。
[0017]于本专利技术的植入式微型生物传感器中，该第一电极的该前端部与该后端部为分别邻设于该第二电极相邻的两侧边。
[0018]于本专利技术的植入式微型生物传感器中，该第二电极的感测段宽度与该第一电极的后端部宽度的总和小于该第一电极的前端部宽度。
[0019]于本专利技术的植入式微型生物传感器中，该第三电极为设置于该基板相反于该第一电极设置的该表面的另一表面上。
[0020]于本专利技术的植入式微型生物传感器中，该化学试剂层覆盖于该第三电极的感测段与该第一电极的感测段上。
[0021]于本专利技术的植入式微型生物传感器中，该化学试剂层还覆盖于该第二电极的感测段上。
[0022]于本专利技术的植入式微型生物传感器中，第二电极为参考电极或另一工作电极。
[0023]于本专利技术的植入式微型生物传感器中，当该第二电极为该另一工作电极时，该第一电极的感测段含有银/氯化银。
[0024]于本专利技术的植入式微型生物传感器中，该第一电极的感测段还包括一种覆盖于该银/氯化银表面的导电材料。
[0025]本专利技术的第二目的在于提供上述植入式微型生物传感器的制法。
[0026]本专利技术植入式微型生物传感器的制法包含以下步骤：
[0027]A.提供该基板，且其包含该植入端；
[0028]B.形成一个第一电极于该基板的表面上，并使该第一电极包括位于该植入端的沿着该植入方向延伸设置的该前端部与远离该植入方向的该后端部，且该第一电极的感测段至少包含该前端部；
[0029]C.形成一个第二电极于该基板的表面上，并使该第二电极与该第一电极间隔设置且包括一个位于该植入端的感测段，该第二电极的感测段面积小于该第一电极的感测段面积；
[0030]D.形成一个第三电极于该基板上，并使该第三电极包含一个位于该植入端的感测段；以及
[0031]E.使该化学试剂层至少盖覆该第三电极的感测段。
[0032]在本专利技术植入式微型生物传感器的制法中，该步骤C的第二电极为参考电极或另一工作电极。
[0033]在本专利技术植入式微型生物传感器的制法中，当本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种植入式微型生物传感器，其特征在于：该植入式微型生物传感器用以植入生物体皮下测定生物流体中分析物的生理参数且包含：一个基板，其包括一个植入端，用以沿一个植入方向被植入该生物体皮下；一个第一电极，设置于该基板的一个表面上用作为该植入式微型生物传感器的一个对电极，该第一电极包括位于该植入端的一个沿着该植入方向延伸设置的前端部及一个远离该植入方向的后端部，且该第一电极的一个感测段至少包含该前端部；一个第二电极，与该第一电极间隔设置于该表面上且包含一个位于该植入端的感测段，该第二电极的感测段面积小于该第一电极的感测段面积；一个第三电极，设置于该基板上用作为该植入式微型生物传感器的一个工作电极并包括一个位于该植入端的感测段；及一个化学试剂层，至少覆盖该第三电极的感测段，以使该第三电极选择地配合该第一电极、或该第一电极与该第二电极量测对应该分析物的该生理参数的一个生理讯号。2.根据权利要求1所述的植入式微型生物传感器，其特征在于：该第一电极的该前端部与该后端部为分别邻设于该第二电极相邻的两侧边。3.根据权利要求2所述的植入式微型生物传感器，其特征在于：该第二电极的感测段宽度与该第一电极的后端部宽度的总和小于该第一电极的前端部宽度。4.根据权利要求2所述的植入式微型生物传感器，其特征在于：该第三电极为设置于该基板相反于该第一电极设置的该表面的另一表面上。5.根据权利要求1所述的植入式微型生物传感器，其特征在于：该化学试剂层覆盖于该第三电极的感测段与该第一电极的感测段上。6.根据权利要求5所述的植入式微型生物传感器，其特征在于：该化学试剂层还覆盖于该第二电极的感测段上。7.根据权利要求1所述的植入式微型生物传感器，其特征在于：第二电极为参考电极或另一工作电极。8.根据权利要求7所述的植入式微型生物传感器，其特征在于：当该第二电极为该另一工作电极时，该第一电极的感测段含有银/氯化银。9.根据权利要求8所述的植入式微型生物传感器，其特征在于：该第一电极的感测段还包括一种覆盖于该银/氯化银表面的导电材料。10.一种如权利要求1所述的植入式微型生物传感器的制法，其特征在于包含以下步骤：A.提供该基板，且其包含该植入端；B.形成一个第一电极于该基板的表面上，并使该第一电极包括位于该植入端的沿着该植入方向延伸设置的该前端部与远离该植入方向的该后端部，且该第一电...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄椿木，陈界行，张恒嘉，陈继浩，陈建中，
申请(专利权)人：华广生技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：