本发明专利技术公开了一种无创血糖检测电极贴片及其制造方法，可用于无创检测组织液中的葡萄糖。无创血糖检测电极贴片由阳极贴片和阴极贴片组成，包括工作电极、参比电极、对电极等，其中工作电极上修饰了含有普鲁士蓝及葡萄糖氧化酶的石墨烯溶液，通过反离子电渗法提取人体组织液，进而利用计时电流法等电化学测量技术来实现葡萄糖的定量无创检测。还公开了一种反离子电渗体外实验装置，包括扩散细胞、离体猪皮、磁力搅拌器、搅拌子、以及无创血糖检测电极贴片等，可以实现体外无创检测组织液中的葡萄糖设备对组织液提取和检测可行性的验证。糖设备对组织液提取和检测可行性的验证。糖设备对组织液提取和检测可行性的验证。
【技术实现步骤摘要】
一种无创血糖检测电极贴片及其制造方法和反离子电渗体外实验装置
[0001]本专利技术涉及血糖检测
，尤其涉及一种无创血糖检测电极贴片及其制造方法和反离子电渗体外实验装置。
技术介绍
[0002]糖尿病是一种世界范围内的以高血糖为特征的代谢性疾病，由其引发的病症和并发症不仅威胁着患者的生命安全，而且给社会带来了很高的经济成本。糖尿病患者进行严格的自我血糖管理是糖尿病治疗的关键手段，目前这种自我管理主要采用指尖采血的方法，该方法不仅不够方便，而且患者具有微生物感染的风险，再者采血带来的痛苦也大大降低了患者的依从性。为解决该问题，许多公司(美敦力、雅培、德康等)提出了基于葡萄糖氧化酶的微针生物传感器来检测皮下组织液中的葡萄糖浓度，虽然解决了指尖采血带来的痛苦，但是依然具有微生物感染的风险，并且需要进行频繁的更换。因此，完全无创血糖检测是解决上述问题的理想选择。
[0003]近些年，基于光学、声学、电化学等技术的生物传感器被开发用于汗液、唾液、尿液、组织液等生物体液中葡萄糖的检测，进而实现血糖的无创检测。在这些生物体液中，组织液中葡萄糖的浓度与血糖的相关度更高，是最具吸引力的检测样本。在所有的组织液提取方法中，反离子电渗法是其中可操作性相对而言较强的。由于人体皮肤在正常生理pH条件下带负电，因此可作为阳离子的选择性膜，通过在皮肤表面施加微弱恒定电流，钠离子作为主要载流子，导致了流向阴极的组织液电渗流。与此同时，该电渗流将葡糖等中性分子也运输至皮肤表面，进而实现组织液葡萄糖的无创检测。然而，基于反离子电渗法的血糖检测设备大都存在尺寸大、检测结果不准确和对皮肤产生刺激等缺点，而且没有开发专门用于体外组织液提取和检测的实验装置用于验证设备的可行性。
技术实现思路
[0004]本专利技术目的在于针对现有技术的缺陷，提供一种利用反离子电渗法无创检测组织液中葡萄糖的电极贴片及其制造方法，以及使用该电极贴片的反离子电渗体外实验装置。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供技术方案如下：
[0006]一种无创血糖检测电极贴片，包括阳极贴片和阴极贴片，其特征在于：所述阳极贴片包括第一电极基底，以及设置在所述第一电极基底上的第一工作电极、第一参比电极和第一对电极，所述阴极贴片包括第二电极基底，以及设置在所述第二电极基底上的第二工作电极、第二参比电极和第二对电极，所述第一工作电极、第一参比电极、第一对电极、第二工作电极、第二参比电极和第二对电极分别连接有引线，所述引线上覆盖有绝缘层，引线的末端设有引脚，所述第二工作电极上覆盖有功能化涂层，所述功能化涂层包括石墨烯、普鲁士蓝和葡萄糖氧化酶，所述第二对电极、第二参比电极和覆盖有功能化涂层的第二工作电极上设置有水凝胶层。
[0007]进一步的，所述功能化涂层中石墨烯和普鲁士蓝的质量之比为2:1。
[0008]进一步的，所述水凝胶层为生物相容性优异的琼脂糖溶液。
[0009]进一步的，所述第一电极基底和第二电极基底为PET膜，所述阳极贴片和阴极贴片采用丝网印刷术制造。
[0010]一种无创血糖检测电极贴片的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0011]步骤10：利用丝网印刷技术，在第一电极基底上使用油墨依次印刷引线和引脚、第一对电极和第一工作电极、第一参比电极、绝缘层，并在一定温度下进行固化处理，制得阳极贴片；
[0012]步骤20：利用丝网印刷技术，在第二电极基底上使用油墨依次印刷引线和引脚、第二对电极和第二工作电极、第二参比电极、绝缘层，并在一定温度下进行固化处理，制得半成品阴极贴片；
[0013]步骤30：将所述半成品阴极贴片的第二工作电极上刷上一层银浆油墨后置于烘箱中固化至半凝固状态，然后向所述银浆油墨上均匀滴加10μL含有普鲁士蓝的石墨烯溶液，将其放入40℃水浴中加热12h；
[0014]步骤40：将步骤30中水浴加热后的半成品阴极贴片用纯水清洗后，空气吹干后进行冷冻干燥；
[0015]步骤50：向所述第二工作电极上均匀滴加5μL壳聚糖
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戊二醛和葡萄糖氧化酶混合溶液，而后放置在冰箱中
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4℃干燥；
[0016]步骤60：将琼脂糖水凝胶均匀地滴涂覆盖在所述第二工作电极、第二参比电极和第二对电极上，制得阴极贴片。
[0017]进一步，所述步骤30中含有普鲁士蓝的石墨烯溶液的配制方法包括以下步骤：
[0018]步骤301：称取0.049g K3Fe(CN)6溶于1mL纯水中，磁子搅拌10min，然后添加3mL浓度为10mg/mL的还原氧化石墨烯溶液并磁子搅拌1h使其混合均匀；
[0019]步骤302：称取0.3g抗坏血酸和0.0266g FeCl3·
6H2O溶于3.5mL纯水中，超声振荡均匀；
[0020]步骤303：将步骤302中配制的溶液加入步骤301中配制的溶液中，磁子搅拌10min使其混合均匀，制得含有普鲁士蓝的石墨烯溶液。
[0021]进一步的，所述步骤40中冷冻干燥是指将半成品阴极贴片在
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20℃冷冻48h，冷冻完后取出，放置在冷冻干燥机中在
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100℃下冷冻干燥8h。
[0022]进一步的，所述步骤50中的壳聚糖
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戊二醛和葡萄糖氧化酶混合溶液是先将含有10mg/mL牛血清蛋白的30mg/mL葡萄糖氧化酶溶液和壳聚糖溶液按照1:1的比例均匀混合，而后按照1:10的比例将浓度1％的戊二醛溶液添加至上述葡萄糖氧化酶和壳聚糖混合溶液中制成，所述壳聚糖溶液通过将0.5wt％壳聚糖溶于0.1M醋酸溶液制得。
[0023]进一步的，所述步骤60中的琼脂糖水凝胶是将4％w/v的琼脂糖溶液在pH＝7.4的10mM磷酸盐缓冲液中连续加热搅拌而成。
[0024]一种反离子电渗体外实验装置，其特征在于：包括扩散细胞、离体猪皮、导线、磁力搅拌器、搅拌子、电化学工作站以及上述任一项中的所述无创血糖检测电极贴片，所述扩散细胞包括样品池、进样口和放置平台，所述样品池设置在所述磁力搅拌器上，所述进样口与样品池相连通，样品池中盛有样品溶液，所述搅拌子设置在样品池中，所述放置平台设置在
样品池上，所述离体猪皮放置在放置平台上，所述无创血糖检测电极贴片中的阳极贴片和阴极贴片贴在离体猪皮上，所述电化学工作站通过导线与所述阳极贴片和阴极贴片上的引脚相连接，所述样品溶液为含有133mM NaCl的磷酸盐缓冲液与葡萄糖混合配制而成。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、本专利技术无创血糖检测电极贴片是一种电化学生物传感器，通过反离子电渗法提取人体组织液，进而利用计时电流法等电化学测量技术来实现葡萄糖的定量无创检测。2、生物传感电极贴片功能化涂层中的普鲁士蓝和葡萄糖氧化酶，使电极贴片具有更高的特异性、准确性和灵敏度；石墨烯通过冷冻干燥形成三维多孔结构，提高了工作电极区域的比表面积，有利于提高反应灵敏度和反应速率。3、电极贴片制造过程简单、尺寸小、柔性好本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种无创血糖检测电极贴片，包括阳极贴片(1)和阴极贴片(2)，其特征在于：所述阳极贴片(1)包括第一电极基底(11)，以及设置在所述第一电极基底(11)上的第一工作电极(12)、第一参比电极(13)和第一对电极(14)，所述阴极贴片(2)包括第二电极基底(21)，以及设置在所述第二电极基底(21)上的第二工作电极(22)、第二参比电极(23)和第二对电极(24)，所述第一工作电极(12)、第一参比电极(13)、第一对电极(14)、第二工作电极(22)、第二参比电极(23)和第二对电极(24)分别连接有引线(3)，所述引线(3)上覆盖有绝缘层(4)，引线(3)的末端设有引脚(5)，所述第二工作电极(22)上覆盖有功能化涂层，所述功能化涂层包括石墨烯、普鲁士蓝和葡萄糖氧化酶，所述第二对电极(24)、第二参比电极(23)和覆盖有功能化涂层的第二工作电极(22)上设置有水凝胶层(6)。2.根据权利要求1所述一种无创血糖检测电极贴片，其特征在于：所述功能化涂层中石墨烯和普鲁士蓝的质量之比为2:1。3.根据权利要求2所述一种无创血糖检测电极贴片，其特征在于：所述水凝胶层(6)为生物相容性优异的琼脂糖溶液。4.根据权利要求3所述一种无创血糖检测电极贴片，其特征在于：所述第一电极基底(11)和第二电极基底(21)为PET膜，所述阳极贴片(1)和阴极贴片(2)采用丝网印刷术制造。5.一种无创血糖检测电极贴片的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤10：利用丝网印刷技术，在第一电极基底(11)上使用油墨依次印刷引线(3)和引脚(5)、第一对电极(14)和第一工作电极(12)、第一参比电极(13)、绝缘层(4)，并在一定温度下进行固化处理，制得阳极贴片(1)；步骤20：利用丝网印刷技术，在第二电极基底(21)上使用油墨依次印刷引线(3)和引脚(5)、第二对电极(24)和第二工作电极(22)、第二参比电极(23)、绝缘层(4)，并在一定温度下进行固化处理，制得半成品阴极贴片；步骤30：将所述半成品阴极贴片的第二工作电极(22)上刷上一层银浆油墨后置于烘箱中固化至半凝固状态，然后向所述银浆油墨上均匀滴加10μL含有普鲁士蓝的石墨烯溶液，将其放入40℃水浴中加热12h；步骤40：将步骤30中水浴加热后的半成品阴极贴片用纯水清洗后，空气吹干后进行冷冻干燥；步骤50：向所述第二工作电极(22)上均匀滴加5μL壳聚糖
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戊二醛和葡萄糖氧化酶混合溶液，而后放置在冰箱中
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4℃干燥；步骤60：将琼脂糖水凝胶均匀地滴涂覆盖在所述第二工作电极(22)、第二参比电极(23)和第二对电极...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪中华，李彤，李晓，张曼，胡涛，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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