多分析物监测传感器制造技术

本公开描述一种多分析物监测传感器，传感器包括衬底、设置在衬底上的工作电极、设置在工作电极上的酶传感层、以及设置在酶传感层上的聚合物膜层，工作电极包括第一工作电极和第二工作电极；酶传感层包括第一分析物酶层和第二分析物酶层，第一分析物酶层设置于第一工作电极，第二分析物酶层设置于第二工作电极，第一分析物为葡萄糖，第二分析物为酮；聚合物膜层可透过第一分析物和第二分析物并且覆盖第一分析物酶层和第二分析物酶层。由此，能够提供一种灵敏度高且工艺简便的对血糖和血酮连续监测的传感器。续监测的传感器。续监测的传感器。

【技术实现步骤摘要】
多分析物监测传感器


[0001]本公开大体涉及生物传感器领域，具体涉及一种多分析物监测传感器。

技术介绍

[0002]生物传感器是将生物材料、生物衍生材料、或者生物仿生材料与光学、电化学、温度、压电、磁体、或者是微机械的物理化学传感器或传感微系统紧密结合的分析装置，其通常可以用来快速检测人体内某些特定化学物质，例如葡萄糖、酮体、尿酸以及一系列氨基酸化合物等。
[0003]当血糖过高、体内缺乏胰岛素或是进行生酮饮食时，机体会进行脂肪代谢产生酮体，当酮体的量超过了肝脏的代谢能力，容易产生糖尿病的并发症，因此血酮含量的监测在糖尿病患者中也具有较大意义。
[0004]传统的血酮检测方法主要包括尿酮试纸法、血酮试纸法及生化分析法等，以定量或者定性的方式检测血液或尿液中的β
‑
羟基丁酸(简称为β
‑
BHB或羟丁酸)、丙酮和乙酰乙酸的含量，从而反映酮体水平。通常可穿戴式的丙酮传感器通过对糖尿病人呼出的气体进行丙酮检测，将阻值变化转化为数字量发送到显示模块显示丙酮浓度。
[0005]然而，上述丙酮传感器的响应时长通常为50s左右，对丙酮的评估通常具有滞后性；而且当需要同时监测血糖和血酮时，一般还需要另外设置血糖传感器对血糖进行监测，使用不便。

技术实现思路

[0006]本公开是有鉴于上述的状况而提出的，其目的在于提供一种能够同时对血糖和血酮进行连续监测的多分析物监测传感器。
[0007]为此，本公开提供一种多分析物监测传感器，所述传感器包括衬底、设置在所述衬底上的工作电极、设置在所述工作电极上的酶传感层、以及设置在所述酶传感层上的聚合物膜层，所述工作电极包括第一工作电极和第二工作电极；所述酶传感层包括第一分析物酶层和第二分析物酶层，所述第一分析物酶层设置于所述第一工作电极，所述第二分析物酶层设置于所述第二工作电极，所述第一分析物为葡萄糖，所述第二分析物为酮；所述聚合物膜层可透过所述第一分析物和所述第二分析物并且覆盖所述第一分析物酶层和所述第二分析物酶层。
[0008]在本公开所涉及的多分析物监测传感器中，通过在传感器的两个工作电极上设置两种分析物的酶层，能够分别检测组织液内两种不同的分析物的浓度水平；聚合物膜层能够同时透过葡萄糖和酮，通过将聚合物膜层覆盖第一分析物酶层和第二分析物酶层，能够对两种分析物起到限制透过的作用，同时有利于提升传感器的稳定性；另外，由于生物传感器的体积较小，在传感器的表面涂膜的精密度要求较高，通常会采用浸渍提拉法在传感器的表面覆盖膜液而形成包覆传感器的膜层，相较于在第一分析物酶层和第二分析物酶层上分别设置可透过葡萄糖和酮的半透膜的方案来说，本专利技术中的聚合物膜可同时透过葡萄糖
和酮，进而能够简化传感器的制作工艺，同时维持传感器的高灵敏度和准确度。由此，能够提供一种制作工艺简单且能够同时对葡萄糖和酮进行连续监测的传感器。
[0009]另外，在本公开所涉及的多分析物监测传感器中，可选地，所述聚合物膜层包括乙烯基吡啶类聚合物、交联剂、以及调节剂，所述乙烯基吡啶类聚合物在所述聚合物膜层中的质量分数为80％至100％。由此，能够有利于形成对葡萄糖和酮具有限制透过作用且具有生物相容性的聚合物膜层，通过聚合物膜能够将葡萄糖和酮的量控制在传感器的线性范围内，提高传感器的灵敏度和准确度。
[0010]另外，在本公开所涉及的多分析物监测传感器中，可选地，所述聚合物膜层包括依次设置所述酶传感层上的第一膜层、形成在所述第一膜层上的过渡层、以及形成在所述过渡层上且具有生物相容性的第二膜层。由此，能够提高膜层的粘接稳定性，从而有利于提升传感器的稳定性。
[0011]另外，在本公开所涉及的多分析物监测传感器中，可选地，所述第一膜层由第一类聚合物形成，所述第二膜层由第二类聚合物形成，所述过渡层由第三类聚合物形成，所述第三类聚合物为由与所述第一类聚合物相同或相似的第一单体和与所述第二类聚合物相同或相似的第二单体所形成的共聚物。由此，能够提高聚合物膜层的粘接稳定性和机械强度，进而提高传感器的稳定性。
[0012]另外，在本公开所涉及的多分析物监测传感器中，可选地，所述第一膜层包括乙烯基吡啶类聚合物，所述过渡层和所述第二膜层包括乙烯基吡啶与苯乙烯共聚物。由此，能够有利于提高膜层的成膜性能，进而提升传感器的灵敏度。
[0013]另外，在本公开所涉及的多分析物监测传感器中，可选地，所述第一分析物酶层的面积大于所述第二分析物酶层的面积。由于聚合物膜可透过的葡萄糖和酮的量不一样，且通常情况下葡萄糖的量小于酮的量，在这种情况下，通过将第一分析物酶层的面积配置为大于第二分析物酶层的面积，能够提高第一分析物酶层与葡萄糖的可接触面积，从而尽可能地减少两个工作电极间的电流差值，使两个工作电极上的电流大小处于同一水平，减少电场对传感器体系的干扰，进一步提升传感器的测量精确度。
[0014]另外，在本公开所涉及的多分析物监测传感器中，可选地，所述第一分析物酶层与所述第二分析物酶层的面积比为1:1至1.5:1。由此，能够提升第一分析物的反应灵敏度，进而能够更加准确地反映组织液内分析物的浓度水平。
[0015]另外，在本公开所涉及的多分析物监测传感器中，可选地，所述第一分析物酶层和/或所述第二分析物酶层呈线状。在这种情况下，相较于多点离散式布置的方案而言，能够在有限面积的工作电极上布置更大面积的酶层，从而提高传感器的灵敏度。
[0016]另外，在本公开所涉及的多分析物监测传感器中，可选地，所述第二分析物酶层包括羟丁酸脱氢酶、心肌黄酶、辅酶、以及电子介体，在所述第二分析物酶层中，羟丁酸脱氢酶的质量分数为10％至20％，心肌黄酶的质量分数为5％至20％，辅酶的质量分数为10％至30％，所述电子介体的质量分数为10％至30％。在这种情况下，能够提升第二分析物酶层的对β
‑
BHB的反应灵敏度，同时通过在酶层中设置大分子的电子介体，能够使羟丁酸脱氢酶共价结合在电子介体上，从而进一步提高稳定性。
[0017]另外，在本公开所涉及的多分析物监测传感器中，可选地，所述传感器还包括参比电极和对电极，所述第一工作电极和所述第二工作电极分别位于所述衬底的两侧，所述参
比电极和所述对电极分别位于所述衬底的两侧。在这种情况下，能够形成四电极双路检测传感器，而且将四个电极两两分别设置在衬底的两侧能够提高衬底的利用率，同时进一步减少电场对传感器体系的干扰。
[0018]根据本公开，能够提供一种多分析物监测传感器，能够同时对葡萄糖和酮进行连续监测，且制作工艺简单，具有高灵敏度和稳定性。
附图说明
[0019]现在将仅通过参考附图的例子进一步详细地解释本公开，其中：
[0020]图1是示出了本公开示例所涉及的多分析物监测传感器的示意图。
[0021]图2A是示出了本公开示例所涉及的多分析物监测传感器的正面示意图。
[0022]图2B是示出了本公开示例所涉及的多分析物监测传感器的反面示意图。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多分析物监测传感器，其特征在于，所述传感器包括衬底、设置在所述衬底上的工作电极、设置在所述工作电极上的酶传感层、以及设置在所述酶传感层上的聚合物膜层，所述工作电极包括第一工作电极和第二工作电极；所述酶传感层包括第一分析物酶层和第二分析物酶层，所述第一分析物酶层设置于所述第一工作电极，所述第二分析物酶层设置于所述第二工作电极，所述第一分析物为葡萄糖，所述第二分析物为酮；所述聚合物膜层可透过所述第一分析物和所述第二分析物并且覆盖所述第一分析物酶层和所述第二分析物酶层。2.根据权利要求1所述的多分析物监测传感器，其特征在于，所述聚合物膜层包括乙烯基吡啶类聚合物、交联剂、以及调节剂，所述乙烯基吡啶类聚合物在所述聚合物膜层中的质量分数为80％至100％。3.根据权利要求1所述的多分析物监测传感器，其特征在于，所述聚合物膜层包括依次设置所述酶传感层上的第一膜层、形成在所述第一膜层上的过渡层、以及形成在所述过渡层上且具有生物相容性的第二膜层。4.根据权利要求3所述的多分析物监测传感器，其特征在于，所述第一膜层由第一类聚合物形成，所述第二膜层由第二类聚合物形成，所述过渡层由第三类聚合物形成，所述第三类聚合物为由与所述第一类聚合物相同或相似的第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立果，方骏飞，
申请(专利权)人：深圳硅基传感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：