一种微创血糖检测微针制造技术

本实用新型专利技术公开了一种微创血糖检测微针，包括：依次连接的针柄、针身及针尖，在微针的针身及针尖表面修饰氨基、醛基、羟基和羧基中的一种后，可覆盖上有由pH响应分子修饰的金属纳米材料层，将微针插入由水溶性高分子和水不溶性高分子组成溶液中，可在金属纳米材料层上包覆有多孔的高分子材料层，之后再将微针插入葡萄糖氧化酶溶液中，可使水溶性高分子溶解并在高分子层中产生多个小孔，并在多孔的高分子材料层表面或孔中吸附有葡萄糖氧化酶，所述的金属纳米材料粒径为20-1000nm。利用检测微针对于不同浓度的葡萄糖有不同强度的拉曼信号，可以达到体内和体外微创检测葡萄糖的目的。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种微创血糖检测
，更具体地，具有增强拉曼信号的微创血糖的检测微针。
技术介绍
糖尿病(I型和II型)已成为ー种重要的危及健康的疾病，且趋向于年轻化。用于诊断、监护与治疗糖尿病的费用逐年上升。糖尿病患者因体内血糖水平的大幅波动引起多种并发症，包括肾脏疾病、心脏疾病、失明、神经损伤以及坏疽。针对不同类型的糖尿病，目前的治疗方法主要是通过频繁的监测血糖水平，结合适当的饮食、药物服用和胰岛素注射。大部分患者用指尖采血的装置获得少许血样检测血糖水平，而后用间接的电化学监测法监测由葡糖。利用这种频繁采集血样虽然痛苦且不便，但是如多数患者不能及时、频繁地监测他们的血糖水平会患上各种并发症的危险，因此更快速、更便捷、能减轻痛处并且频繁使用 的检测血糖水平的技术方法将惠及个人、医疗事业乃至全社会。正因为这个问题的重要性，很多研究组致カ于研究微创、生物相容性好、定量精确的血糖检测技木。作为ー项颇有前景的技木，中红外吸收对温度、PH值、和水的竞争性吸收极为敏感。目前的中红外吸收研究利用了ー个留置的探针来降低复杂因素的影响。在激光偏振測定中发展处另一中方法，即利用手性分子(如葡萄糖)使偏振光在穿过眼睛的房水时发生旋转。这项技术可以在体检测浓度低达〗。!^/!!!!^ ^!!]!)的葡萄糖。然而房水的其他组成成分，(如抗坏血酸盐、白蛋白)的旋光性和角膜的双折射作用，使这种方法极难实现。葡萄糖的间接检测也可以通过荧光或其它光学技术实现。但被分析物相似的生物分子可能干扰这种需要多步处理的方法，从而产生假阳性結果。在中医中通过将针灸针插入人体来进行治疗的方法已使用了几千年，它的主要特点是治疗过程中的微创性，所以针灸针是ー种出入人体验生活的理想的微创的工具.针灸针将用作载体荷载具有增强拉曼和荧光信号的纳米材料形成出入人体的检测微针.当微针进入体内或组织时，组织液会扩散到金纳米壳之间的间隙内，当微针被拔出时，可以将组织液中的待测分子携帯出来.体外的表面增强拉曼光谱检测可避免拉曼信号在组织中的衰减，同时根据检测微针刺入的深度可以得到一定深度的皮下组织的增强拉曼信号.
技术实现思路
技术问题本技术的目的是提供一种微创血糖检测探针，具有用于体内或体外葡萄糖检测的特点。本技术将医用针灸针作为检测微针的制备主体，利用检测探针针身覆盖的金属纳米材料表面具有PH响应的分子的增强拉曼信号的变化測定葡萄糖水平，技术一种可用于体外和体内的微创的葡萄糖检测方法。本技术采用如下技术方案本技术所述的ー种微创血糖检测微针，包括依次连接的针柄、针身及针尖，在针身及针尖的表面上覆盖有由pH响应分子修饰的金属纳米材料层，在金属纳米材料层上包覆有多孔的高分子材料层，在多孔的高分子材料层表面或孔中吸附有葡萄糖氧化酶，所述的金属纳米材料粒径为20-1000nm。有益效果与现有技术相比，本技术具有如下优点(I)本技术与现有商业化的检测技术相比，不需要取血，而且是微创的；本技术不仅可以检测外周血的血糖浓度，而且还可以微创检测生物体软组织的组织液中的葡萄糖浓度。有研究表明生物酶固定在纳米材料表面有利于保持酶的活性，也就是说本技术的产品有利于长时间保存。(2)本技术与同类光学分析技术相比，可以实现血糖的在体检测，且对生物体的伤害小。(3)本技术的血糖检测微针是基于针灸针制备的，也就是说，在针灸保健或治 疗时，就可以进行血糖的检测。附图说明图I是ー种具有增强拉曼和荧光信号的检测微针结构示意图。图2是ー种具有增强拉曼和荧光信号的检测微针光学增强层结构示意图。图3是检测微针表面吸附了金属纳米材料的电镜图，。图4是检测微针表面的金属纳米材料层外包被的多孔高分子材料层的电镜图。图5是葡萄糖响应的检测微针的微观示意图(21 :针灸针；22 :金属壳层；23 :介电核体；24 pH响应的分子；25 :高分子层；26 :孔隙；27 :葡萄糖氧化酶)。图6是pH响应的检测微针在不同pH溶液中SERS1143/SERS118Q的比值图。图7是葡萄糖响应的检测微针在不同葡萄糖溶液中SERS1143/SERS118(i的比值图。图8是用微创血糖微针检测大白兔组织中葡萄糖浓度所得的拉曼光谱图。具体实施方式本技术所述的ー种微创血糖检测微针，包括依次连接的针柄、针身及针尖，在针身及针尖的表面上覆盖有由PH响应分子修饰的金属纳米材料层，在金属纳米材料层上包覆有多孔的高分子材料层，在多孔的高分子材料层表面或孔中吸附有葡萄糖氧化酶，所述的金属纳米材料粒径为20-1000nm。在本实施例中，多孔的高分子材料层为水不溶解聚苯こ烯层、聚乳酸层、聚氨酯层或聚こ烯丙纶层中的ー种或多种的混合。金属纳米材料层可以是以下四种之ーI)金属纳米材料层为金納米粒子层、银纳米粒子层、铜纳米粒子层或钼纳米粒子层。2)金属纳米材料层为球形复合纳米粒子层，所述的球形复合纳米粒子层为金、银、铜和钼的两种或两种以上的金属复合纳米粒子层。3)金属纳米材料层为球形的核壳结构的复合纳米粒子层，所述的球形的核壳结构的复合纳米粒子层包括银核金壳复合纳米粒子层、铜核金银复合壳纳米粒子层、铜核金银双层壳纳米粒子层。4)金属纳米材料层为非金属的SiO2核金壳、银壳、铜壳、钼壳或复合壳纳米粒子层，所述的复合壳纳米粒子为金、银、铜和钼中的两种或两种以上金属复合的壳纳米粒子。本技术所述的血糖检测微针制备方法如下步骤I)在微针的针身和针尖表面至少修饰氨基、醛基、羧基和羟基中的一种基团得到功能化的微针，所用方法在本领域是已知的。所述的微针为临床所用各种类型的针灸针。步骤2)将步骤I的针身和针尖插入浓度为IO8-IO18个粒子/升的金属纳米粒子悬浮液中静置12-48小时后，取出微针即可；所述的金属纳米粒子层为球形的纳米粒子层，可以是单一的金属纳米粒子层包括金納米粒子层、银纳米粒子层、铜纳米粒子层、钼纳米粒子层；可以是球形的复合纳米粒子层，即所述的球形复合纳米粒子层为金、银、铜和钼的两种或两种以上的金属复合纳米粒 子层，包括金银复合纳米粒子层及金、铜和钼复合纳米粒子层；可以是球形的核壳结构的复合纳米粒子层，包括银核金壳复合纳米粒子层、铜核金银复合壳纳米粒子层、铜核金银双层壳纳米粒子层；可以是非金属的SiO2核金壳、银壳、铜壳、钼壳或复合壳纳米粒子层,所述的复合壳纳米粒子为金、银、铜和钼中的两种或两种以上金属复合的壳纳米粒子。步骤3)将步骤2处理后的针身和针尖插入高分子溶液中的高分子混合物质量与溶液体积比为O. 1-10%的高分子混合物溶液中静置1-60秒后取出，其中高分子混合物分为水不溶解高分子和水溶解高分子，前者与后者的摩尔比为I : 0.1-1 2，最后用水洗去水溶解高分子；所述的水不溶解高分子溶液可以是聚苯こ烯溶液；可以是聚乳酸溶液；可以是聚氨酯溶液；可以是聚こ烯丙纶溶液。所述的水溶解高分子溶液可以是聚こ烯吡咯烷酮；可以是聚こニ醇。步骤4)将步骤3处理后的针身和针尖插入pH响应的分子溶液中，浸泡30分钟以上，取出后洗去未吸附的PH响应的分子；所述的pH响应的分子可以是4-巯基苯甲酸；可以是2-巯基吡啶；可以是2-巯基苯硼酸；可以是半胱氨酸。步骤5)将步骤4处理后的针身和针尖插入葡萄糖本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微创血糖检测微针，包括：依次连接的针柄（13）、针身（12）及针尖（11），其特征在于，在针身（12）及针尖（11）的表面上覆盖有由pH响应分子修饰的金属纳米材料层（2），在金属纳米材料层（2）上包覆有多孔的高分子材料层(3)，在多孔的高分子材料层表面或孔中吸附有葡萄糖氧化酶，所述的金属纳米材料粒径为20？1000nm。

【技术特征摘要】
1.一种微创血糖检测微针，包括依次连接的针柄(13)、针身(12)及针尖(11)，其特征在于，在针身(12)及针尖(11)的表面上覆盖有由pH响应分子修饰的金属纳米材料层(2)，在金属纳米材料层(2)上包覆有多孔的高分子材料层(3)，在多孔的高分子材料层表面或孔中吸附有葡萄糖氧化酶，所述的金属纳米材料粒径为20-1000nm。2.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：董健，陶琴，许蓓蓓，钱卫平，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：实用新型
国别省市：