[发明专利]一种动态连续测定体液中分析物的便携式监测系统

说明书

本发明提供一种动态连续测定体液中分析物的监测系统，所述监测系统包括微透析探针植入装置、芯片测量装置和系统控制和显示装置。本发明的微型生物芯片结构使得芯片的制备难度下降，制备出两端带伸出柱的流通型微流体芯片，使得整体连接简便，密闭性更好。本发明监测系统中流通体系流速控制在之前的芯片电极结构控制的基础上更进一步引入了低流速控制组件，使得系统流速控制更低，降低了对微透析探针膜植入皮下长度的要求，从而降低了对植入人员的要求。流速稳定性控制也更好。

技术领域

本发明涉及临床样品监测领域，尤其是涉及一种动态连续测定体液中分析物的便携式监测系统。

背景技术

血糖变异性是一个有效的预测糖尿病并发症风险的因子。连续实时显示的动态血糖监测(CGM)能显著地改善糖尿病患者的血糖变异性和更好地控制他们的血糖。血糖控制差会导致更多的糖尿病并发症，抑郁症，消极情绪和更差的生活质量。大量的数据显示实时CGM显著地改进了糖尿病患者的重要临床指标如降低HbA1c值，减少葡萄糖变异性和低血糖发生次数，减少高或低血糖的持续时间。这些重要临床指标的改善降低了糖尿病相关并发症的风险,提高了糖尿病患者的生活质量。CGM是在糖尿病管理中最新及最重要的技术进展。日常使用CGM可以彻底改善目前评估和管理血糖的方法。由于对高血糖的不充分治疗及相关并发症的发生风险日益普遍，对CGM的需要更加急迫。与间隙性SMBG测试相比，CGM能使糖尿病患者更加有效地控制和调整他们的胰岛素，并可以极大地帮助医生和患者找到最佳的临床治疗方案。

目前，在CGM市场上的主导产品是以植入皮下的针型电化学传感器为主的动态血糖监测系统(CGMS)，例如PLUS,Dexcom G4TM,REAL-Time,FreeStyle Navigator II，这些CGMS是通过植入皮下的针型电化学传感器催化组织液中的葡萄糖产生氧化电流，该氧化电流的大小与葡萄糖浓度成正比。当指血校准值被输入仪器后，CGMS自动根据植入传感器校准时的电流值和输入的校准值及储存在该系统中相关的算法，将电流值转换为当时的血糖值。该类监测系统的传感器可在体内工作数天，用完后，可由使用者更换。但是，该类植入体内的传感器会面临着人体对外源物排异的问题，容易被体内物质迅速沉积/粘附在植入部位，由疤痕组织形成厚厚的胶囊，包裹植入的传感器，严重影响它的性能，特别是准确性。植入部位留驻皮下足够的时间后，损伤部位会经历修复过程后形成结缔层，传感器在此过程中稳定就需要一定的预热时间，因而目前大多数的皮下植入传感器的CGMS都需要较长的预热时间(例如大于2小时)。另外，机体损伤修复过程的大量细胞活动会影响植入组织的葡萄糖和氧浓度，并且包裹在植入传感器外面的疤痕组织形成的胶囊厚度会随植入时间而变化，影响组织液中葡萄糖向传感器内的传输速率，造成植入传感器无法接触正常组织液，从而无法实时检测/反映血糖浓度及变化状态。因而此类的传感器几小时就需要校准一次，否则会导致监测的数据没有任何临床意义。这些原因都导致了该类体系很难用于医院急救室和重症监护室(ICU)。因为这两个部门都需要即刻准确地对血糖的连续监测，并依赖监测的结果给予相应准确的胰岛素剂量从而减少病人的发病率和死亡率。

大部分植入皮下的传感器是依赖于组织液中氧气作为电子受体的，而组织液中氧气的浓度是远低于大气压下氧气的浓度的(150mmHg)，有的组织中氧气的浓度甚至只有40mmHg。这种限制表明在组织液中氧气的浓度比生理条件下葡萄糖的浓度低一个数量级。这对于植入型的电化学传感器是一个很严重的缺陷。这类传感器必然遭受由于氧气含量以及氧气与葡萄糖比率波动造成的错误检测结果。该类错误包括传感器响应信号的改变以及检测上线的降低。为了传感器在低氧气浓度的适用性，制备的传感器检测电流以及检测灵敏度都被调制得比较低。但是这不利于非常重要的低血糖预警灵敏度及传感器的批量制备。此类传感器多采用Pt或Pt-Ir等金属丝作为基底电极以及对氧气/过氧化氢的催化层，该类催化层催化电位过高(如0.6V)，导致常见电活性干扰物影响大，抗干扰性差。最后，该类CGMS由植入传感器通过连线与贴在皮肤上的电子装置连接，及无线接收的显示控制仪器通讯联结。这种设计可能导致传感器与贴身电子装置的连线出错和经常出现的贴身电子装置与无线接收的显示控制仪器通讯失联。