[发明专利]一种基于纳米标志物的动态光声特征谱无损血糖仪及其纳米标志物的制备方法

说明书

本发明公开了一种基于纳米标志物的动态光声特征谱无损血糖仪及其纳米标志物的制备方法，涉及血糖测量仪技术领域，包括激光器、激光调制器、微处理器、显示模块、压电换能器阵列和前置放大器，还包括间质液吸附装置、缓冲反应皿和纳米标志物盒，通过使用纳米标志物显著提高了光声转化效率，增强光声信号，同时通过纳米标志物与血糖蛋白相连接使得血糖检测更加直接，避免其他组织成分的影响。

技术领域

本发明涉及血糖测量仪技术领域，具体涉及一种基于纳米标志物的动态光声特征谱无损血糖仪及其纳米标志物的制备方法。

背景技术

糖尿病是一种由多种病因引起的以慢性高血糖为特点的代谢性疾病，伴随因胰岛素分泌或者胰岛素作用缺陷，引起的糖、蛋白质、脂肪、水和机体内电解质等一系列代谢紊乱。实施血糖监测可以更好的掌控糖尿病患者的血糖变化，对生活规律，活动，运动，饮食以及合理用药都具有重要的指导意义，血糖仪即是测量血糖水平的电子仪器。

无创伤、连续可测、便携式的动态血糖检测仪已经成为当前血糖仪发展趋势。国际糖尿病联合会发布的《糖尿病地图》显示，2013年全球约有3.82亿成年人患有糖尿病，而我国已成为全球糖尿病患者最多的国家，总糖尿病患病人数将近一亿，糖尿病前期人数达1.5亿左右。为了控制糖尿病患者的病情发展，需要不间断地监测其血糖水平，以达到使得其血糖值保持在正常范围的目的。

目前已经公开了许多关于无损血糖仪的发明专利，如《一种基于光声谱特征的可佩带式无创伤动态血糖检测仪》(CN105559794A)，其利用光声谱多阵列对红外传感阵列中各传感器的信号进行增强以测量血糖值；《一种复合型光声无损动态血糖检测仪》(CN104706363A)是通过啁啾调制信号和压电换能器阵列来提高光声信号的检测；《无创伤自测血糖仪》(CN1271562A)，其利用红外光发射管作为红外光源(波长：1000～2900nm)，采用透射式来测量血糖值。

以上方法采用的光声谱检测血糖信号，均受干扰严重且对环境要求高，同时也未能彻底解决光声转化效率低的问题。无损血糖仪为何迟迟不能研发成功，究其原因主要在于：(1)难以突破稳定性和准确性的瓶颈；(2)光声信号弱，检测难度大。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种基于纳米标志物的动态光声特征谱无损血糖仪及其纳米标志物的制备方法，解决现有的无损血糖仪的光声转化效率低的问题，同时有效解决其他组织液的影响的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种基于纳米标志物的动态光声特征谱无损血糖仪，包括激光器、激光准直单元、激光调制器、微处理器、显示模块、压电换能器阵列和前置放大器，还包括用于粘贴于人体皮肤上的间质液吸附装置、缓冲反应皿和用于盛放纳米标志物的纳米标志物盒，所述纳米标志物盒与间质液吸附装置通过缓冲反应皿相连接，所述间质液吸附装置将带有血糖的间质液从皮肤吸附出来后进入缓冲反应皿中，在所述缓冲反应皿中，纳米标志物通过共价键链接到间质液的血糖蛋白上。

本发明的工作原理：所述激光器与激光调制器相连接，并受到激光调制器的控制，可以输出相应的波长和脉宽信号，可以在不同波长和脉宽下工作，激光光束通过激光准直单元后，入射到聚焦透镜组，使得激光光束聚焦到缓冲反应皿内，所述间质液吸附装置将带有血糖的间质液从皮肤吸附出来，进入缓冲反应皿中，在所述缓冲反应皿中，纳米标志物通过共价键链接到间质液的血糖蛋白上，光能量被缓冲反应皿中的液体吸收，由于光声效应形成超声波，所述压电换能器阵列用于探测缓冲反应皿中产生的超声波，并将声信号转换成电信号，前置放大器将压电换能器阵列采集到的电信号放大，得到对应频率的光声信号强度，通过携带有纳米标志物增强后的信号得到血糖蛋白含量信息。