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1、2003年3月 传 感 技 术 学 报 第1期ComputationalSimulationofanImplantableEnzyme-basedGlucoseSensorArray12SHAXianzhengDavidA.Gough1.Dept.ofbiomedicalEngineering,ChinaMedicalUniversity,Shenyang110001P.R.China2.Dept.ofBioengineering,UniversityofCalifornia,SanDiego,LaJolla,California9
2、2093-0412Abstract:Inthispaper,themodelofanimplantableenzyme-basedglucosesensorarrayispresented.Animportantbiosensorapplicationisthecontinuousmonitoringbloodortissuefluidglucoseconcentrationinpeoplewithdiabetes.Ourresearchfocusesonthedevelopmentofaglucosesensorbasedonpotentio2staticoxygenelectro
3、desandimmobilizedglucoseoxidaseforlong-termapplicationasanimplantintis2sues.Asthesensorsignaldependsonmanydesignvariables,atrial-and-errorapproachtosensoropti2mizationcanbetime-consuming.Here,thepropertiesofanimplantableglucosesensorareoptimizedbyasystematiccomputationalsimulationapproach.Theel
4、ectrochemicalcharacteristicsofindividualglucosesensorsareexaminedandmodelsareproposedforthedistributionofoxygenandglucoseinthevicinityofindividualsensors.Keywords:mathematicalmodelofsensor;computersimulation;implantableenzyme-basedglucosesensorarray①计算机模拟优化的葡萄糖传感器阵列12沙宪政DividA.Gough1.中国医科大学生物医学
5、工程教研室,沈阳1100012.Dept.ofBioengineering,UniversityofCalifornia,SanDiego,LaJolla,California92093-0412摘要:介绍一种可植入的葡萄糖传感器阵列的设计和计算机模拟优化。葡萄糖传感器采用固定葡萄糖氧化酶层的氧电极和氧参比电极。考虑到葡萄糖传感器的使用寿命,本设计采用氧电极阵列。用计算机对氧电极阵列的氧电极排列的间距和相互影响进行了计算机模拟优化。考虑到葡萄糖传感器在体植入环境的氧浓度较低,而葡萄糖浓度较高,所以采用特殊的膜的结构,以提高葡萄糖传感器的测量范围,并用计算机模拟优化了膜的结构尺寸。关键
6、词:传感器阵列;传感器数学模型;计算机模拟;植入式葡萄糖传感器中图分类号:TP212 文献标识码:A 文章编号:1004-1699(2003)01-0032-07 葡萄糖传感器的研究对糖尿病患者及糖尿病并受力的限制,往往很难长期较好的控制患者的血糖发症治疗中的血糖测量和监护非常重要。但到目前浓度,从而产生各种并发症,只有对血糖连续测量才为止,糖尿病患者的血糖监测还仅仅局限于手指尖可以有效控制胰岛素的用量和提前预报低血糖症的采血,再在体外测量的方法,由于测量次数和患者耐发生,减少并发症的产生。①收稿日期:2002211212作者简介:沙宪政(1963-02)男,副教授,主要研
7、究方向为生物传感器、医学信号检测与处理。DavidA.Gough:美国加州大学圣迭分校生物工程学教授©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.第1期 沙宪政,DividA.Gough:计算机模拟优化的葡萄糖传感器阵列 33在连续血糖测量系统中葡萄糖传感器是至关重要的,也是现在尚未解决的难题,许多研究者的研究都表明通过植入
