基于空心微针阵列的连续监测葡萄糖传感器.pdf

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1、2015年第34卷第1期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)97DOI：10．13873／J．1000--9787(2015)01--0097--04基于空心微针阵列的连续监测葡萄糖传感器刘尚，岳瑞峰(清华大学微电子学研究所，北京100084)摘要：研制了一种基于空心微针阵列并可微痛刺入皮下实时连续监测人体血糖浓度的葡萄糖传感器。微针阵列由等间距的三根微针组成，分别作为工作电极、辅助电极和参比电极，其中工作电极与辅助电极采用表面溅射了Ti／Pt的空心不锈钢微针来制作，采用戊二醛一牛血清白蛋白交联法将葡萄糖氧化

2、酶固定并仅置于作为工作电极的针尖通孔处；参比电极采用AAgcl实心微针制作。测试结果表明：葡萄糖浓度在0-21mmol·L范围内传感器输出电流为线性，灵敏度为0．575A／(mmol·L)，响应时间为16S，且具有很好的抗干扰性。关键词：空心微针阵列；葡萄糖传感器；葡萄糖氧化酶；连续监测中图分类号：TP212．3文献标识码：A文章编号：1000-9787(2015)01-0097-04Glucosecontinuousmonitoringsensorbasedonhollowmicro-needlearrayLIUShang，YUERui—feng(Instit

3、uteofMicroelectronics，TsinghllaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Aglucosesensorbasedonhollowmicro—needlearrayisdevelopedtopierceskinwithslightpainandachievecontinuousmonitoringonhumanbloodglucoseconcentration．Themicro．needlearrayiSconstitutedbythreesamespacingmicro—needles，used

4、asworkingelectrode，auxiliaryelectrodeandreferenceelectrodeofthebiosensor，respectively，inwhich，workingelectrodeandauxiliaryelectrodearebothmadeofstainlesshollowsteelmicro—needlewithsputteredTi／Ptfilmsonthesurface，useglutaraldehyde—BSACROSS—linkingmethodtofixglucoseoxidase(GOD)onlyonth

5、etipofthemicro—needleofworkingelectrode；referenceelectrodeismadeofAg／AgC1solidmicro-needle．Thetestresultsshowthattheoutputcurentofthesensorislinearintherangeof0～21mmol·L—withglucoseconcentration，andthesensitivityis0．575A／(mmol·L)，andtheresponsetimeis16s，andwithgoodanti-jammingperform

6、ance．Keywords：hollowmicro—needlearray；glucosesensor；glucoseoxidase(GOD)；continuousmonitoring0引言电极结构，为应对复杂多变的体内环境，增强传感器抗干扰近年来能够实时连续检测血糖浓度的植入式传感器，能力，通常需要进行多层膜修饰，无疑增加了传感器的制作特别是可以做到微痛或无痛的传感器已经成为研发的热难度和复杂程度，同时也降低了传感器的响应值和灵敏度；点，如AhyeonKoh等人设计的超微孔聚氨酯涂覆的针形植对参比电极有较强的依赖性，而且传感器制作多采用电极入式葡萄糖传感器⋯，

7、RACroceJr等人设计的绕线型经皮集成的方式，将多电极整合到单根针上，这使得传感器难以测试系统J。相对于体外检测，植人式葡萄糖传感器无疑实现小型化，在植入和使用时给患者带来很大痛苦“．2J。将面临更多挑战，例如：连续检测的检测液通常是成分为避免植入过程中传感器工作区域与皮肤组织直接接触带不断变化的血液或组织液，且其中的抗坏血酸等多种电活来的应力与摩擦对膜层造成的破坏和损伤，也需要专门的性成分都会对检测结果造成很大的干扰，为此，要求传感器植入装置，患者难以自行佩戴，存在很大的不便利性。的响应时间快、抗干扰能力强、植入及使用时无痛或微痛。植入后的传感器工作区域与

8、创口组织直接接触，容易造