[发明专利]一种微创血糖检测微针及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微创血糖检测技术领域，更具体地，具有增强拉曼信号的微创血糖的检测微针及其制备方法。

背景技术

糖尿病(I型和II型)已成为一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，很多研究组致力于研究微创、生物相容性好、定量精确的血糖检测技术。作为一项颇有前景的技术，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一个留置的探针来降低复杂因素的影响。在激光偏振测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20mg/mL(～1.0mM)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，从而产生假阳性结果。

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，所以针灸针是一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带出来.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.

本发明中，我们制备了一种新颖的SERS活性微针。4-巯基苯甲酸分子是一种pH响应的分子，在不同的pH环境中其羟基解离程度不同，而且不同的解离状态也体现在拉曼光谱中SERS₁₄₃₀/SERS₁₅₉₀的比值上，我们将其功能化到SERS活性微针上，能够制备出一种生物组织层面的PH探针，实现生物体组织PH分布的微创探测。同时我们再将葡萄糖氧化酶功能化到微针表面，葡萄糖氧化酶氧化葡萄糖为葡萄糖酸，葡萄糖酸改变SERS活性微针所在的微环境的pH值，改变的pH值可以通过SERS活性微针上的4-巯基苯甲酸的SERS光谱的SERS₁₄₃₀/SERS₁₅₉₀的比值读出，从而可以实现检测人体血糖浓度的目的。从而将其开发成具有商业用途的血糖检测仪。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种微创血糖检测探针及其制备方法，具有用于体内或体外葡萄糖检测的特点。

本发明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测定葡萄糖水平，发明一种可用于体外和体内的微创的葡萄糖检测方法。

本发明采用如下技术方案：

本发明所述的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。

本发明所述的血糖检测微针制备方法：

步骤1)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；

步骤2)将经步骤1处理的微针的针身和针尖插入浓度为10⁸-10¹⁸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；