[发明专利]一种生物传感器及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及生物工程领域，具体来说涉及一种生物传感器及其检测方法。

背景技术

在对人体或者动物体进行组织液检测时，经常要用到生物传感器。生物传感器一般是用来检测组织液中成分的浓度，生物传感器中的工作电极根据其电流大小不同，适合检测的精准区域也存在差别，如对于不同个体不同浓度范围的组织液成分利用同一种类型的工作电极进行检测，容易出现检测不精准的问题。

例如，糖尿病的主要特点是缓慢持续上升的组织液浓度，为了检测人体血糖浓度，市场上有多种血糖检测仪器。申请号为201180063434.0的中国专利公开了一种检测浓度的方法，该血糖检测系统通过微细的针刺破表皮，直接监测组织液血糖浓度，准确度较高，但是需要刺破人体皮肤，属于微创技术，且耗材极其昂贵。

还有一种通过反离子电渗透法的生物电极，反离子电渗透法通过在表皮施加电场，组织液中的Na离子向阴极移动，Cl离子向阳极移动，皮肤正常情况下带负电荷，Na离子作为主要载体的离子流，将中性葡萄糖分子携带到皮肤表面，实现无创抽取的目的。然而，基于反离子电渗透法的血糖检测产品，存在抽取组织液时轻微刺激皮肤，工作电极测量血糖浓度范围窄、检测不精准的问题。

发明内容

为了解决上述缺陷，本发明了提供一种血糖检测范围大，可自己对检测数据进行校准识别，检测更加精准的生物传感器。

为了达到这种效果，本发明采用的技术方案如下：一种生物传感器，包括衬底，在所述衬底的一面上印刷有电极阵列，所述电极阵列包括用于抽取待检测的人体组织液的抽取电极、用于检测组织液成分的工作电极和用于校准工作电极的工作电压的参比电极以及用于与工作电极形成回路的对电极，所述工作电极设置为多个，多个工作电极的检测区域的大小面积不同。

一般来讲，衬底包括工作区域和接线区域，接线区域上的电线容易对工作区域造成干扰，所以一般在接线区域上覆盖有绝缘层,绝缘层还起到防止连接线短路的作用。

多个工作电极的面积大小不同使得他们具有不同的工作电流，这样多个工作电极就可以测量不同浓度范围组织液参数。一般来讲，工作电极面积越大，其可测量组织液参数的浓度范围越小。

优选的，在所述衬底上设置有多组电极阵列，多组电极阵列分别检测人体不同区域的生物参数。多组电极阵列设置在一个衬底上，在安装时，多组电极阵列覆盖在人体皮肤不同的区域。

优选的，所述多组电极阵列轮流工作。在电极阵列工作时，抽取电极要时刻抽取覆盖区域的人体组织液，为了避免长时间对一个区域的抽取对人体造成创伤，多组电极阵列一般轮流交错工作。

优选的，所述抽取电极设置电极阵列的最外侧并且环绕内侧的电极阵列将内侧的电极阵列“包裹”在内。抽取电极设置在电极阵列的最外侧，工作时，抽取电极抽取表皮的组织液，然后组织液向中间扩散到工作电极区域，便于工作电极吸收检测组织液成分。

优选的，所述抽取电极整体呈“倒U”型，所述工作电极、参比电极和对电极均设置在“倒U”型的抽取电极内，所述“倒U”型抽取电极的开口用来接出接引线。“倒U”型抽取电极的设置使得内部工作电极距离抽取电极的位置都较近，吸取组织液更加均匀准确，便于提高检测精准度。

优选的，所述电极阵列为两组，两组电极阵列对称设置。

优选的，在所述衬底上的工作电极、参比电极、对电极和组织液吸取电极的区域覆盖一层凝胶盘，所述凝胶盘上设置有检测酶。凝胶盘包括聚环氧乙烷、聚乙烯醇(PVA)、壳聚糖或琼脂糖；凝胶盘内检测酶成分还包括牛血清蛋白(BSA)和/或缓冲液(PBS)和/或葡萄糖氧化酶(GOD)和/或防腐剂和/或保湿剂和/或促渗剂和/或络合剂和/或抗干扰剂。检测酶的具体成分可根据具体需要检测人体生物参数调整。

优选的，在所述衬底上接出的导线连接在衬底背面的控制单元上，在所述控制单元的底部还设置有用于将所述控制单元、衬底和凝胶盘固定的固定装置，该固定装置上连接有用于将生物传感器固定在人体皮肤表层的连接带。

为了进一步提高生物传感器在检测时对多个工作电极数据校准的精准度，本发明还提供了一种生物传感器的的检测方法，包括以下步骤：

a、将生物传感器安装在人体皮肤表层；

b、电极阵列开始工作，电极阵列上的抽取电极抽取人体组织液；

c、抽取的组织液扩散至工作电极附近，多个工作电极读取检测数据；

d、电极阵列中不同面积大小的工作电极检测的组织液浓度数据传输给控制单元，控制器将其与预设的测量浓度区间进行对比校准，获取最终检测数值。