本發明涉(she)及醫療檢(jian)測(ce)設備，具體涉(she)及一種葡萄糖檢(jian)測(ce)系統。

背景技術：

1、糖(tang)(tang)尿(niao)病(bing)是(shi)(shi)一種嚴重的(de)(de)疾(ji)病(bing)，其(qi)特點在(zai)于血(xue)(xue)液(ye)中(zhong)葡(pu)(pu)萄(tao)糖(tang)(tang)濃(nong)度升高。糖(tang)(tang)尿(niao)病(bing)影(ying)響(xiang)(xiang)著全球數(shu)百萬人(ren)，尤其(qi)是(shi)(shi)中(zhong)低收入國家人(ren)們的(de)(de)健康(kang)。如果治療(liao)不當(dang)，可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致嚴重的(de)(de)并(bing)發癥，例(li)(li)如腎(shen)衰竭、失明、心臟(zang)病(bing)、中(zhong)風(feng)和肢(zhi)體截肢(zhi)等。其(qi)他葡(pu)(pu)萄(tao)糖(tang)(tang)代謝異常，例(li)(li)如低血(xue)(xue)糖(tang)(tang)癥，葡(pu)(pu)萄(tao)糖(tang)(tang)耐量(liang)(liang)受(shou)(shou)損和空腹血(xue)(xue)糖(tang)(tang)受(shou)(shou)損，也可(ke)能(neng)表明存在(zai)嚴重的(de)(de)疾(ji)病(bing)和致命的(de)(de)并(bing)發癥。目前，傳統(tong)的(de)(de)糖(tang)(tang)尿(niao)病(bing)治療(liao)一直(zhi)依靠用手(shou)指(zhi)點刺(ci)測量(liang)(liang)血(xue)(xue)糖(tang)(tang)(bg)，然(ran)后手(shou)動注(zhu)射(she)胰(yi)島素(su)(su)來調節(jie)血(xue)(xue)糖(tang)(tang)水平。但是(shi)(shi)，這種治療(liao)方(fang)式可(ke)能(neng)會(hui)導(dao)致胰(yi)島素(su)(su)注(zhu)射(she)過量(liang)(liang)，有低血(xue)(xue)糖(tang)(tang)風(feng)險(xian)以及注(zhu)射(she)次數(shu)過多，造成的(de)(de)皮膚局部硬化，進而影(ying)響(xiang)(xiang)胰(yi)島素(su)(su)的(de)(de)吸收。

2、為(wei)(wei)了減輕患者(zhe)注射胰島(dao)素的(de)(de)(de)(de)痛苦，基于連(lian)續血糖(tang)檢(jian)測(ce)(cgm)的(de)(de)(de)(de)閉環(huan)胰島(dao)素輸送(song)系統成(cheng)為(wei)(wei)了如今(jin)的(de)(de)(de)(de)研(yan)究重點，其中cgm檢(jian)測(ce)血糖(tang)的(de)(de)(de)(de)快速(su)性和(he)準(zhun)確性成(cheng)為(wei)(wei)該系統的(de)(de)(de)(de)關鍵。cgm涉及高(gao)頻率和(he)重復的(de)(de)(de)(de)血糖(tang)測(ce)量，可(ke)以(yi)在一定時間內檢(jian)測(ce)糖(tang)尿(niao)病患者(zhe)的(de)(de)(de)(de)血糖(tang)濃度(du)。現有的(de)(de)(de)(de)cgm裝(zhuang)置通常(chang)依賴于酶反應(ying)的(de)(de)(de)(de)電化(hua)學檢(jian)測(ce)，但由于電化(hua)學反應(ying)的(de)(de)(de)(de)不可(ke)逆性和(he)假設性，這些裝(zhuang)置通常(chang)會受到(dao)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)信號漂移，檢(jian)測(ce)結(jie)果準(zhun)確度(du)差。

技術實現思路

1、為了解(jie)決現(xian)有技(ji)術中連續(xu)血糖檢(jian)(jian)測(ce)(ce)裝(zhuang)置(zhi)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)結果準確(que)度差的(de)問(wen)題(ti)，本發明公開了一種葡(pu)萄(tao)(tao)糖檢(jian)(jian)測(ce)(ce)系(xi)統，該葡(pu)萄(tao)(tao)糖檢(jian)(jian)測(ce)(ce)系(xi)統通過微針(zhen)陣列與葡(pu)萄(tao)(tao)糖傳(chuan)感元(yuan)件相結合(he)，利用葡(pu)萄(tao)(tao)糖分子與cona的(de)競爭(zheng)性(xing)結合(he)機制，使得該葡(pu)萄(tao)(tao)糖檢(jian)(jian)測(ce)(ce)系(xi)統能夠提取皮下間質液(ye)，實(shi)現(xian)對(dui)葡(pu)萄(tao)(tao)糖濃度的(de)準確(que)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)，同時具有較高的(de)靈敏度、線性(xing)度和穩定性(xing)，解(jie)決了現(xian)有技(ji)術中連續(xu)血糖檢(jian)(jian)測(ce)(ce)裝(zhuang)置(zhi)檢(jian)(jian)測(ce)(ce)結果準確(que)度差的(de)問(wen)題(ti)。

2、本發明解決其(qi)技(ji)術問題所采用(yong)的(de)技(ji)術方案是：

3、一(yi)種葡(pu)萄糖檢測(ce)系統，包括相連的中(zhong)空微針陣列以及(ji)葡(pu)萄糖傳(chuan)感元件；

4、所述中(zhong)(zhong)空微針(zhen)陣(zhen)列用于原位提取皮(pi)下(xia)間(jian)質液(ye)，且所述中(zhong)(zhong)空微針(zhen)陣(zhen)列中(zhong)(zhong)設置有(you)與所述葡(pu)萄糖傳感(gan)元件相通的微通道；

5、所述葡萄(tao)糖傳感元件以含cona的凝膠對(dui)葡萄(tao)糖的可逆結合效應導致的凝膠介電常(chang)數(shu)變化(hua)為信(xin)號來檢測葡萄(tao)糖濃度(du)的變化(hua)。

6、優選地，所(suo)述葡萄糖(tang)傳感元件包括(kuo)從上到下依次設置的(de)柔(rou)性(xing)基底層、叉指電(dian)極層和凝(ning)膠(jiao)層；所(suo)述凝(ning)膠(jiao)層以伴刀豆球蛋白a與改性(xing)右旋糖(tang)酐粉末為原料，通過光固(gu)化方(fang)法制備得到。

7、優選(xuan)地，所述柔(rou)性基底層(ceng)為聚(ju)酰亞胺薄(bo)膜。

8、優選地，所述叉指電(dian)(dian)極(ji)層為碳電(dian)(dian)極(ji)層。

9、優(you)選地，所述(shu)(shu)中(zhong)空(kong)微(wei)針陣(zhen)列(lie)包括基(ji)底層，以及(ji)若干分布于所述(shu)(shu)基(ji)底層上(shang)的(de)微(wei)針；所述(shu)(shu)微(wei)針上(shang)設置有與所述(shu)(shu)基(ji)底層相通的(de)微(wei)通道。

10、優選(xuan)地，所(suo)述(shu)葡(pu)萄糖檢(jian)測(ce)系統還(huan)包括(kuo)實心微(wei)針；所(suo)述(shu)實心微(wei)針的(de)材質為(wei)導電(dian)金屬。

11、優選地，所述導電(dian)金屬為銅。

12、優選地(di)，所(suo)述(shu)葡萄糖(tang)檢測系(xi)統還包括(kuo)用于對所(suo)述(shu)中空微針陣(zhen)列(lie)、所(suo)述(shu)葡萄糖(tang)傳感元(yuan)件以及(ji)所(suo)述(shu)實心微針進行裝配(pei)的裝配(pei)環。

13、優(you)選地，所述(shu)(shu)(shu)裝(zhuang)(zhuang)配環(huan)(huan)包括環(huan)(huan)狀(zhuang)本(ben)體，設置(zhi)于(yu)所述(shu)(shu)(shu)環(huan)(huan)狀(zhuang)本(ben)體內的(de)(de)安裝(zhuang)(zhuang)槽，設置(zhi)于(yu)所述(shu)(shu)(shu)環(huan)(huan)狀(zhuang)本(ben)體側壁(bi)上的(de)(de)第一安裝(zhuang)(zhuang)孔，以(yi)及設置(zhi)于(yu)所述(shu)(shu)(shu)環(huan)(huan)狀(zhuang)本(ben)體外(wai)側的(de)(de)第二安裝(zhuang)(zhuang)孔；所述(shu)(shu)(shu)第一安裝(zhuang)(zhuang)孔與所述(shu)(shu)(shu)安裝(zhuang)(zhuang)槽相通(tong)。

14、優選地，所述(shu)(shu)葡萄糖檢測系統還(huan)包括分別設置于(yu)(yu)所述(shu)(shu)裝配環(huan)(huan)兩端(duan)的(de)彈性(xing)環(huan)(huan)與頂(ding)蓋；所述(shu)(shu)彈性(xing)環(huan)(huan)位(wei)于(yu)(yu)靠近(jin)所述(shu)(shu)中空微針(zhen)陣列的(de)一(yi)端(duan)；所述(shu)(shu)頂(ding)蓋位(wei)于(yu)(yu)靠近(jin)所述(shu)(shu)葡萄糖傳(chuan)感(gan)元件的(de)一(yi)端(duan)。

15、本(ben)發(fa)明(ming)具有如(ru)下的有益效(xiao)果：

16、(1)本發明(ming)提(ti)供的葡(pu)萄(tao)糖(tang)檢(jian)測(ce)系統(tong)，基(ji)于葡(pu)萄(tao)糖(tang)敏感水(shui)凝膠構成的介電(dian)模型，利用葡(pu)萄(tao)糖(tang)分(fen)子與cona的競爭性結合，通過分(fen)子結構上的dexg與cona位點(dian)結合/斷(duan)開來實現葡(pu)萄(tao)糖(tang)濃度的準確檢(jian)測(ce)；采用cona和dexg體系的雙網絡結構，可有效減少cona的流失；并利用凝膠介電(dian)常(chang)數變化(hua)轉化(hua)為(wei)電(dian)容(rong)信號輸出，可檢(jian)測(ce)到(dao)0-30mm/l范圍內的葡(pu)萄(tao)糖(tang)濃度變化(hua)，顯(xian)著提(ti)高(gao)了靈敏度、線性度和穩(wen)定性；

17、(2)該葡(pu)萄(tao)糖檢測(ce)系統集成了中空(kong)微針陣列(lie)(lie)和反離(li)子電滲透技(ji)術，中空(kong)微針陣列(lie)(lie)可(ke)實(shi)現(xian)皮(pi)膚(fu)微創采樣，形(xing)成微通道以(yi)高(gao)效(xiao)提(ti)取(qu)皮(pi)下間質液(ye)；結合反離(li)子電滲元件(jian)(jian)，加快間質液(ye)的提(ti)取(qu)速度，減少(shao)信號傳(chuan)輸遲緩；同時，彈性環作為皮(pi)膚(fu)和葡(pu)萄(tao)糖傳(chuan)感元件(jian)(jian)的中間元件(jian)(jian)，非工(gong)作狀(zhuang)態下可(ke)使中空(kong)微針收回至器件(jian)(jian)內部，提(ti)升(sheng)患者(zhe)依從(cong)性，以(yi)滿足患者(zhe)的可(ke)長期穿戴(dai)檢測(ce)的需求(qiu)；

18、(3)此外，該(gai)葡萄糖(tang)(tang)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)系統(tong)利用系統(tong)內間質液(ye)自由(you)(you)擴(kuo)(kuo)散的(de)方(fang)式(shi)，有(you)效減少(shao)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)過程中的(de)干擾因(yin)素，優化了流程設計；自由(you)(you)擴(kuo)(kuo)散有(you)助于(yu)使得微通道內血糖(tang)(tang)濃度恢(hui)復到正常水平，從(cong)而(er)減少(shao)了可能對下次檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)結果產生影響的(de)因(yin)素；這(zhe)種自由(you)(you)擴(kuo)(kuo)散的(de)機制(zhi)不僅(jin)提(ti)高了準確性、降低了誤差，同(tong)時也(ye)節省(sheng)了操作步驟，為醫護(hu)人員(yuan)提(ti)供更加(jia)便捷(jie)可靠的(de)血糖(tang)(tang)監測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)手段；且(qie)電(dian)信號(hao)采集快捷(jie)，信號(hao)讀取成本低；檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)過程的(de)各項(xiang)參數(shu)易于(yu)控制(zhi)，重(zhong)復性強，并且(qie)該(gai)葡萄糖(tang)(tang)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)系統(tong)制(zhi)備方(fang)法簡單，便于(yu)批(pi)量化生產。

技術特征：

1.一(yi)種葡萄糖檢測系統，其特(te)征在于，包括相連的中空微(wei)針陣列(1)以及葡萄糖傳感元件(2)；

2.如權利(li)要求1所(suo)述的(de)葡萄(tao)糖(tang)檢測系統(tong)，其特征(zheng)在(zai)于，所(suo)述葡萄(tao)糖(tang)傳感元件(2)包括從上到(dao)下依(yi)次(ci)設置的(de)柔性基底層(ceng)(21)、叉指電極層(ceng)(22)和凝膠層(ceng)(23)；所(suo)述凝膠層(ceng)(23)以伴(ban)刀豆球蛋白(bai)a與改(gai)性右旋(xuan)糖(tang)酐粉(fen)末為原料，通(tong)過光(guang)固化方法(fa)制備得到(dao)。

3.如權利(li)要(yao)求2所述的葡萄糖檢測系統，其特征(zheng)在(zai)于，所述柔性基底層(21)為聚酰亞胺薄膜。

4.如權(quan)利要(yao)求(qiu)2所述的(de)葡萄糖檢(jian)測系統(tong)，其特征在于，所述叉指(zhi)電極(ji)層(22)為碳電極(ji)層。

5.如(ru)權(quan)利要求1所(suo)述的葡萄糖檢測系(xi)統，其(qi)特征在于，所(suo)述中空微(wei)針(zhen)陣(zhen)列(1)包括基(ji)底層(11)，以(yi)及若(ruo)干分布于所(suo)述基(ji)底層(11)上的微(wei)針(zhen)(12)；所(suo)述微(wei)針(zhen)(12)上設置有與所(suo)述基(ji)底層(11)相通的微(wei)通道。

6.如權利要求1-5任(ren)一項(xiang)所述(shu)的(de)葡(pu)萄糖檢測系(xi)統(tong)，其(qi)特征在(zai)于，還包(bao)括實(shi)心微(wei)(wei)針(3)；所述(shu)實(shi)心微(wei)(wei)針(3)的(de)材質為導電(dian)金屬。

7.如權利要(yao)求6所述的葡(pu)萄(tao)糖檢(jian)測系(xi)統，其(qi)特征在于，所述導電(dian)金屬為銅。

8.如權利要求6所(suo)(suo)(suo)述(shu)的葡(pu)萄糖檢測(ce)系統，其特征在(zai)于，還(huan)包括(kuo)用于對所(suo)(suo)(suo)述(shu)中空微針陣列(1)、所(suo)(suo)(suo)述(shu)葡(pu)萄糖傳感元件(2)以及(ji)所(suo)(suo)(suo)述(shu)實心(xin)微針(3)進(jin)行裝配的裝配環(4)。

9.如權(quan)利(li)要(yao)求(qiu)8所述(shu)(shu)的葡萄糖檢(jian)測系統，其特(te)征在于(yu)，所述(shu)(shu)裝(zhuang)(zhuang)配環(4)包括環狀本體(41)，設(she)(she)置于(yu)所述(shu)(shu)環狀本體(41)內(nei)的安(an)裝(zhuang)(zhuang)槽(42)，設(she)(she)置于(yu)所述(shu)(shu)環狀本體(41)側(ce)壁上的第一安(an)裝(zhuang)(zhuang)孔(kong)(43)，以及設(she)(she)置于(yu)所述(shu)(shu)環狀本體(41)外側(ce)的第二安(an)裝(zhuang)(zhuang)孔(kong)(44)；所述(shu)(shu)第一安(an)裝(zhuang)(zhuang)孔(kong)(43)與所述(shu)(shu)安(an)裝(zhuang)(zhuang)槽(42)相通(tong)。

10.如權利(li)要求8所(suo)(suo)(suo)述的(de)葡(pu)萄糖檢測系統，其特征(zheng)在于，還包括分(fen)別設置于所(suo)(suo)(suo)述裝(zhuang)配環(4)兩端的(de)彈(dan)性環(5)與頂(ding)蓋(gai)(6)；所(suo)(suo)(suo)述彈(dan)性環(5)位(wei)于靠(kao)近所(suo)(suo)(suo)述中空微針(zhen)陣列(1)的(de)一(yi)端；所(suo)(suo)(suo)述頂(ding)蓋(gai)(6)位(wei)于靠(kao)近所(suo)(suo)(suo)述葡(pu)萄糖傳感元(yuan)件(2)的(de)一(yi)端。

技術總結
本發明屬于醫療檢測設備技術領域，具體涉及一種葡萄糖檢測系統。該葡萄糖檢測系統包括相連的中空微針陣列以及葡萄糖傳感元件；中空微針陣列用于原位提取皮下間質液，且中空微針陣列中設置有與葡萄糖傳感元件相通的微通道；葡萄糖傳感元件以含ConA的凝膠對葡萄糖的可逆結合效應導致的凝膠介電常數變化為信號來檢測葡萄糖濃度的變化；本發明通過微針陣列與葡萄糖傳感元件相結合，利用葡萄糖分子與ConA的競爭性結合機制，使得該葡萄糖檢測系統能夠高效提取皮下間質液，加速信號傳輸速度，實現對葡萄糖濃度的準確檢測，同時具有較高的靈敏度、線性度和穩定性；此外，彈性環的設計增強了患者依從性，使患者能夠長期穿戴進行葡萄糖監測。

技術研發人員：殷瑞雪,胡語林,張之涵,高陽,張洪波
受保護的技術使用者：華東理工大學
技術研發日：
技術公布日：2024/9/19