基于单针三电极的动态血糖传感器研制.pdf

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1、78传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2016年第35卷第2期DoI：10．13873／J．1000--9787(2016)02-0078-03基于单针三电极的动态血糖传感器研制刘亮泽，岳瑞峰(清华大学微电子学研究所，北京100084)摘要：研制了一种基于单根空心微针的新型植入式葡萄糖传感器，用于对人体血糖变化趋势进行连续监测。单根空心微针由结构相同的两个沿轴向磨去半边的不锈钢针管通过绝缘胶粘结而成，其分别作为传感器的工作电极与辅助电极；参比电极是置于该微针通孔之中的Ag／AgC1细丝；

2、葡萄糖氧化酶(GOD)置于针尖的通孔处。测试结果表明：传感器的线性范围为3-22mmol／L，灵敏度为1．11p~A／mmol／L，响应时间为10S，且具有较好的抗干扰性。关键词：葡萄糖氧化酶；葡萄糖传感器；连续监测中图分类号：TP212．3文献标识码：A文章编号：1000-9787(2016)02-0078-03StudyandfabricationofdynamicglucosesensorbasedonsingleneedlewiththreeelectrodesLIULiang—ze，YUERui-feng(InstituteofMi

3、croelectronics，TsinghuaUniversity,Beijing100084，China)Abstract：Anewtypeofimplantableglucosesensorbasedonhollowmicro—needleisstudiedandfabricatedusedforcontinuousmonitoringonhumanbloodglucoseconcentration．Thehollowmicro-needleisconstitutedbytwosameslot—typestainlesssteelneed

4、lesusedasworkingelectrodeandauxiliaryelectroderespectively，whichgluedtogetherwithsiliconerubber，aAg／AgC1filamentisplacedinthehollowmicro—needleasreferenceelectrode，andglucoseoxidaseisplacedonthetipofthemicro—needle．Theexperimentalresultsshowthatlinearrangeofthesensoris3～22m

5、mol／Lwithglucoseconcentration，sensitivityis1．11~AZmmol／L，responsetimeis10s，andwithgoodanti-jammingperformance．Keywords：glucoseoxidase(GOD)；glucosesensor；continuousmonitoring0引言(16S)等性能还有待改进。糖尿病患者的血糖值受饮食、运动等的影响在一天中为了进一步提高灵敏度、降低响应时问并减小刺入创会有较大波动，往往需要多次对其进行检测以及时调整给口与疼痛，本文研制了一种由

6、三电极结构组成的单针葡萄药量和治疗策略。目前主要通过采指血的方法进行体外血糖传感器。单针结构不仅可以进一步降低对人体的刺人创糖检测，每天多次检测无疑会给患者带来剧痛和诸多不便。伤，且因大大缩小了电极间距而提升了灵敏度、降低了响应近年来，用于实时连续监测的血糖传感器已经成为研发的时间。三电极体系可构成差分结构，能够有效排除一些人热点，其中，针型葡萄糖传感器由于其结构简单、可植入性体内电活性物质对传感器的干扰，有利于提高抗干扰性。强等优点而受到广泛的关注-5]。由于体内环境复杂多变1原理与设计和电活性物质的干扰，如何增强传感器的抗干扰能力、提高1

7、．1传感器工作原理灵敏度和响应时间与线性范围等已成为植入式检测研发的．本文设计的葡萄糖传感器是基于酶促反应来实现重点。前期曾报道过一种基于微针阵列的连续监测葡葡萄糖的电化学检测的。葡萄糖在葡萄糖氧化酶(GOD)萄糖传感器，其采用三根微针组成的三电极结构，分别的催化作用下可被氧分子氧化生成葡萄糖酸和过氧化氢用作工作电极、辅助电极和参比电极；测试结果表明其具有(HO)，而H。O。浓度与待测葡萄糖浓度之间具有严格的很好的抗干扰性与线性范围，鉴于三根微针之间的间距设化学计量关系。通过电学方式测量HO。的产生量即可获置的比较大(2mm)，灵敏度(0．5

8、75p~A／mm)和响应时间得待测葡萄糖的浓度信息，其反应原理如图1所示。收稿日期：2015-05-26第2期刘亮泽，等：基于单针三电极的动态血糖传感器研制79在酶