[发明专利]葡萄糖传感器

说明书

本发明涉及一种用于测定血液中或组织液中的葡萄糖值的方法，并且涉及一种葡萄糖传感器，该葡萄糖传感器包括：导管(50)，该导管(50)在其远端(52)的区域中具有一个或更多个开口(54)；第一光波导(56)，该第一光波导(56)被布置在所述导管中并且在所述光波导的远端(58)处包括耦合表面(60)；测量探头(62)，该测量探头(62)被布置在所述导管(50)的远端(52)的区域中，并且被耦合到所述第一光波导(56)的耦合表面(60)，并且具有布置成与所述第一光波导的耦合表面相对的镜子(66)以及在所述第一光波导的耦合表面与所述镜子之间的检测室(64)；检测室(64)中的用于葡萄糖的检测液；以及膜，所述膜至少密封填充有检测液的检测室(64)并且具有最大20kDA的分离能力。

技术领域

本发明涉及用于测定血液中或组织液中的葡萄糖值，尤其是人或动物体的活体内测定葡萄糖值的葡萄糖传感器以及方法。

背景技术

在实践中，葡萄糖浓度的测量通常通过葡萄糖的酶促转化并随后检测在转化反应期间释放并与葡萄糖浓度成比例的过氧化氢、或消耗的氧(例如通过颜色变化反应、荧光测量或电化学测定)来间接地进行。为此，例如，首先将血液样品放置在测试条上。基于葡萄糖的酶促转化的这种测量的缺点是其仅能间断地进行，并因此需要经常重复，并且测试条只能使用一次。还存在一种基于葡萄糖的酶促转化的借助于植入的、酶功能化的传感器表面的准连续测量。但是这种传感器的寿命受酶的逐渐消耗的限制。此外，酶的消耗需要每隔一定时间(一天几次)重新调整或校准传感器。最后，这种类型的最佳传感器在相关测量范围内的精度为约50至250mg/dl，平均绝对误差(MARE)小于10％。

DE 10 2009 010 955A1规定了一种用于借助于光谱法测定人血液中的葡萄糖或果糖形式的血糖值的方法和测量装置。提出在人体中植入光学、单片、小型化的光谱仪，所述光谱仪具有测量光纤形式的测量单元并通过其光纤端直接引入人的血流中。测量光纤在其远端处具有不断地被血液冲洗的凹部，并且在其相对的近端处具有连接到导光盘的耦合部位。导光盘与硅盘形成一个单元，在该单元上布置有评估单元。评估单元评估测量数据、存储测量数据或通过遥测技术将该测量数据发送到胰岛素泵或心率监视器以便显示。这种布置记录了人的血流中的散射光的逸出吸收光谱(remitted absorption spectrum)，根据该逸出吸收光谱确定血糖值和/或其它血液值。该方法和测量装置的缺点尤其在于，测量光纤中的凹部形成预定断裂点，并且增加了在患者的不当操作或不小心移动期间测量光纤的末端断裂进入血流并危及患者的风险。另一个缺点是血液中的吸收测量可能受到诸如血细胞在凹部的区域中的累积的其它效应的影响，这将损害葡萄糖检测精度。文献US 2009/0088615A1教导了相同的测量原理。

此外，如在L.Ben Mohamadi等人的文章“A minimally invasive chip basednear infrared sensor for continuous glucose monitoring”(Proc.of SPIE Vol.842784270K-1)中所描述的，已经存在发明人参与的借助测量近红外光谱中的差分吸光度进行的葡萄糖测定的研究。在该方法中，灌流液借助于透析泵通过皮下或静脉内应用的透析针(导管)被泵送穿过半透膜(通常具有20kDa的分离能力)，所述半透膜不能透过血细胞和较大的脂肪或蛋白质分子，但是对于灌注液和葡萄糖可以，葡萄糖是从血液或组织液扩散到灌注液中。将如此获得的样品(分析物)运送到具有红外光源和光敏检测器(GaAs光电二极管)的微流体芯片中，其中，将取决于葡萄糖浓度的NIR吸收的变化与填充有纯液体的参考单元处的参考测量值进行比较。这种所谓的吸收差异测量提供了具有大约5％的平均绝对相对误差(MARE)的测量精度。该测量方法的缺点是(除别的以外)一方面分析物的采样点(即，透析针)与另一方面检测单元之间的较大距离连同灌注液中葡萄糖充分积累所需的灌注液/分析物的低流速。这通常导致从采样到评估的约10分钟的时间延迟。此外，为了在相同的外部(尤其是热)条件下操作测量单元和参考单元，使得任何差异都不会不利地影响测量结果，需要相当大的费用。文献DE 20 2007 019 544U1教导了相同的测量原理。

发明内容