[发明专利]柔性电极及其制备方法、酶传感器及其制备方法

说明书

本发明提供一种柔性电极及其制备方法、酶传感器及其制备方法。该柔性电极包括：对电极，对电极的表面固定有一体连接的高分子膜；高分子膜上固定有工作电极和参比电极。本发明可以获得具有稳定性、可靠性和一致性的柔性电极和酶传感器，降低了制备成本，对于血糖持续监测和糖尿病的动态分析管理具有重要意义。

技术领域

本发明涉及传感器电极制造技术领域，具体地，涉及一种柔性电极及其制备方法、酶传感器及其制备方法。

背景技术

血糖监测是糖尿病管理中的重要组成部分，其结果有助于评估糖尿病患者糖代谢紊乱程度，制定合理的降糖方案，防止并减少并发症的产生。传统血糖监测大多采用血糖试条对末梢血糖的浓度进行检测，即指血测糖。但是，对于一些重症糖尿病人和那些必须频繁地检查身体中葡萄糖水平来调节其饮食中的葡萄糖摄入病人来说，频繁进行指血测糖会带来极大的痛苦，而且其数据仍旧相对单一，无法对血糖进一步精细化管理，有时候也很难发现无症状的高血糖和低血糖。连续动态的血糖监测系统(Continues Glucose MonitoringSystem,CGMS)通过在患者皮肤表面佩戴或者皮下组织植入葡萄糖传感器，来实现24小时不间断地测定人体葡萄糖浓度变化。这种系统平均每几分钟或者更短时间记录一个葡萄糖数值，进而形成每日血糖图波动趋势。而且它还可以捕捉到末梢血糖无法发现的不知觉低血糖、餐后血糖的峰值、高低血糖持续时间等相关信息，更加有利于患者了解自身血糖变化状况，也能够为临床医师选择药物、判断疗效、制订合理的饮食结构提供最科学的依据。

大多数的持续葡萄糖监测的传感器都是基于葡萄糖氧化酶的电化学电流型检测电极制备而成。这些酶型传感器检测酶催化葡萄糖发生的电子转移，从而形成可测量的电流信号，基于该信号，给出体内对应的葡萄糖浓度。一般情况下，贴覆于皮肤表面的动态血糖监测器主要采用渗透的方法使葡萄糖从皮下组织液或者血管中渗透出来，利用在皮肤表面的电化学传感器对这部分葡萄糖进行检测，间接反映出组织液或血管的葡萄糖浓度变化。但是该种监测器受到较大的外界干扰，检测的准确性仍面临巨大挑战。将葡萄糖传感器直接植入皮下组织测量组织液内的葡萄糖浓度变化则是动态血糖的主要发展趋势。传感器在皮下直接对组织液的葡萄糖检测避免了外界干扰，且与血糖变化也具有更好的一致性。但是植入式葡萄糖传感器进行检测时，需要满足使用的便利性、安全性和可靠性，除此之外，植入电极部分还需要具有很高的生物兼容性，以免为个体带来炎症或者生物毒性。如果植入电极引发产生严重的炎症和排异反应，会导致电极周围的机体组织生化微环境改变，进而影响电极的检测结果。因此，进行检测的电极形状、尺寸、以及基底材料的选择都非常重要，过大的电极尺寸或者是生物相容性较差的电极材料都在长期植入的过程中给患者带来较差的体验和其他难以预料的伤害。部分动态血糖监测产品的解决方案是采用较为坚硬的不锈钢针作为电极基底材料构筑酶电极，虽然其可以在不需要外界辅助装置的协助下直接植入皮下组织，但是如此坚硬的电极材料也极为引发炎症反应。直接采用微米尺度的Pt丝具有较好的生物相容性，而且以其为电极基底也相对容易制备检测的工作电极，但是在Pt丝基底上进一步集成对电极、参比电极难度较高，而采用两个或者两个以上的Pt丝电极个体同时植入则会面临进一步扩大植入损伤、患者体验差等挑战。柔软可折叠的柔性高分子绝缘基底材料受到了广泛关注，这些高分子薄膜材料上比较容易进行有序加工，以此为基础构建的微纳米尺寸的电极更有利于进行植入并长期在皮下进行检测。但是由于对柔性植入电极的尺寸要求较高，且面临对工作电极、参比电极和对电极这三种电极的集成，因此该种电极的设计、制备和进一步加工都面临这重大的挑战，电极后续的传感层修饰也更加困难，对于电极的一致性、可靠性、稳定性和制造成本都会不可避免造成很大的影响。

发明内容

本发明实施例的主要目的在于提供一种柔性电极及其制备方法以获得具有稳定性、可靠性和一致性的柔性电极，降低制备成本。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种柔性电极，包括：

对电极，对电极的表面固定有一体连接的高分子膜；

高分子膜上固定有工作电极和参比电极。