[发明专利]一种微针阵列生物传感器的制备方法

说明书

本发明公开了一种微针阵列生物传感器的制备方法，包括：制作具有粗糙表面的可导电的微针阵列；在所述微针阵列的粗糙表面修饰生物识别分子；在修饰了所述生物识别分子的微针阵列表面添加可降解高分子材料。该微针阵列生物传感器中的微针阵列具有粗糙表面，有助于穿刺过程中对修饰于微针阵列表面的生物识别分子的保护，并且微针阵列外层添加的可降解高分子材料还可以实现对生物识别分子的二次保护。

技术领域

本发明涉及生物医学工程领域，具体地说是涉及一种微针阵列生物传感器的制备方法。

背景技术

微针阵列生物传感器是在微针阵列表面修饰生物识别分子，在在体检测中，微针阵列生物传感器穿刺进入皮肤之后，生物识别分子与体液直接接触，生物识别分子会特异性的与组织液中的生物分子进行特异性结合，同时产生电子，将生物分子的浓度以电信号的形式表示出来。

采用微针阵列生物传感器进行在体检测具有对人体皮肤伤害小、无痛或微痛、皮肤在短时间内即可恢复原状、微针阵列插入到人体真皮层不会造成生物淤积等优势。例如，在体检测中常见的血糖检测，将微针阵列生物传感器用于血糖检测不需要进行采血，可直接测量组织液中的葡萄糖含量，组织液中的葡萄糖含量和血液中的血糖含量基本相同，只是有5-10分钟的延迟，而若采用市场上常见的血糖仪进行血糖检测，患者需要通过指尖取血的方法随时随地的测量血糖，但是指尖取血时会产生痛感，而且指尖取血的伤口不能在数分钟内恢复，容易造成感染。

虽然微针阵列生物传感器可以用于在体检测，但传统用于制作微针阵列的材料主要是金属、单晶硅和聚合物，单晶硅微针阵列脆性较大，导致微针容易断裂。聚合物微针阵列强度不够大，不易刺破角质层，金属微针阵列发展得比较成熟，安全性也具有一定保证，但是这几种微针阵列都具有一个共同的缺点，即制备的微针阵列都为光滑表面，在穿刺过程中修饰于微针阵列表面的生物识别分子会因摩擦力而脱落，造成进入到体内的微针阵列不能达到在体检测的目的。

发明内容

本发明的目的在于制备一种微针阵列生物传感器，该微针阵列生物传感器中的微针阵列具有粗糙表面，粗糙表面可以对微针阵列表面所修饰的生物识别分子起到保护作用，在穿刺过程中不会因为摩擦力的作用而大面积脱落，有助于穿刺过程中对修饰于微针阵列表面的生物识别分子的保护，并且微针阵列外层添加的可降解高分子材料还可以实现对生物识别分子的二次保护。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种微针阵列生物传感器的制备方法，包括：制作具有粗糙表面的可导电的微针阵列；在所述微针阵列的粗糙表面修饰生物识别分子；在修饰了所述生物识别分子的微针阵列表面添加可降解高分子材料。

采用上述方法制备而成的微针阵列生物传感器，用于在体检测，其外层的可降解高分子材料会在微针穿刺进入皮肤真皮层的数分钟内溶解，暴露出生物识别分子，生物识别分子会与组织液中的生物分子进行特异性结合，同时产生电子，将生物分子的浓度以电信号的形式表示出来。

进一步的，制作具有粗糙表面的可导电的微针阵列的方法包括3D打印、光刻刻蚀。3D打印是根据需要使用软件作图，再在3D打印机上进行打印，打印出的表面是均匀粗糙度，光刻刻蚀是光刻胶在紫外光的作用下凝固，形成粗糙的微针阵列表面。优选的，由于激光打孔产生的表面粗糙度明显，采用激光打孔制备微针阵列模具，在制备微针阵列模具的过程中在所述微针阵列模具内腔上形成梯度粗糙表面；将导电高分子材料浇注于所述微针阵列模具中，脱模形成具有粗糙表面的可导电的微针阵列。

具体的，采用激光打孔制备微针阵列模具中提及的微针阵列模具的材料可以为铝片，在采用激光打孔制备微针阵列模具的过程中，打孔速度为100～1000mm/s，打孔次数为100～2000次时，激光打孔的圆盘直径为0.2mm，圆盘阵列的长为6.8mm，宽为6.8mm，圆盘阵列的直径为0.2mm，阵列横向间距为0.6mm，纵向间距为0.6mm，12×12阵列。