一种柔性血糖浓度传感器及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115326891A(43)申请公布日2022.11.11(21)申请号202210858520.0(22)申请日2022.07.20(71)申请人武汉大学地址430072湖北省武汉市武昌区珞珈山武汉大学(72)发明人李辉张云帆陈傲杰唐舞阳申胜男(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)42222专利代理师杨宏伟(51)Int.Cl.G01N27/22(2006.01)A61B5/145(2006.01)A61B5/1486(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种柔性血糖浓度传感器及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种柔性血糖浓度传感器及其制备方法，柔性血糖浓度传感器包括柔性基板、设于柔性基板上微针阵列、微反应池和检测电路，制备时，先通过盐柠檬酸颗粒混合PDMS浇注制备柔性多孔微针阵列，微针阵列的基板作为柔性基板，在柔性基板上制备或者预留凹槽作为微反应池，然后通过喷墨打印在凹槽的两个斜坡上分别打印电容极板，在凹槽四周打印与两个电容极板相连的电感线圈，完成LC谐振电路制备，之后在微反应池内注入含葡萄糖酶的凝胶作为介电材料；将LC谐振电路封装后得到柔性血糖浓度传感器。本发明利用多孔微针吸取组织液并输送至微反应池进行血糖浓度检测。本发明结构简单，工艺稳定可靠，所得传感器柔性好，可以长期佩戴检测。CN115326891ACN115326891A权利要求书1/2页1.一种柔性血糖浓度传感器，其特征在于，包括：柔性基板，采用可弯曲但不可延伸的柔性绝缘材料制成，作为整个传感器的支撑基体；微反应池，设于柔性基板上，用于盛装含葡萄糖酶的凝胶；检测电路，为通过电感线圈将两个电容极板相连组成LC谐振电路，两个电容极板相对的设置在微反应池内，以含葡萄糖酶的凝胶作为电介质层；微针阵列，包括若干设于柔性基板上用于刺破表皮的多孔微针，所述多孔微针的多孔结构通过微通道与微反应池相连通；利用毛细管原理将刺破表皮后吸取的组织液输送至微反应池内；通过葡萄糖酶分解组织液中的葡萄糖改变电介质层的电介质性能，从而建立测LC谐振电路的谐振频率和组织液中葡萄糖浓度的对应关系。2.根据权利要求1所述的柔性血糖浓度传感器，其特征在于：所述微反应池至少具有两个相对设置的斜坡，所述LC谐振电路通过喷墨打印技术制备于柔性基板上，两个电容极板打印于两个斜坡上，所述电感线圈为打印在微反应池四周柔性基板上的螺旋线圈，螺旋线圈的内侧端直接与第一电容极板相连，螺旋线圈的外侧通过绝缘层隔离后与第二电容极板相连。3.根据权利要求2所述的柔性血糖浓度传感器，其特征在于：所述柔性基板的LC谐振电路上方封装有柔性保护层。4.根据权利要求2所述的柔性血糖浓度传感器，其特征在于：所述柔性基板的厚度为0.5‑3mm。5.根据权利要求2所述的柔性血糖浓度传感器，其特征在于：基于喷墨打印加工的所述LC谐振电路的厚度为100‑300nm。6.根据权利要求2所述的柔性血糖浓度传感器，其特征在于：所述多孔微针为的针尖锥角为20°‑40°，孔隙率为40‑70％。7.根据权利要求2所述的柔性血糖浓度传感器，其特征在于：所述多孔微针为柔性多孔微针，柔性多孔微针的表面通过涂覆糖胺聚糖进行强化处理。8.根据权利要求2所述的柔性血糖浓度传感器，其特征在于：所述微通道的等效直径为0.2‑1mm。9.一种权利要求2‑8任意一项所述柔性血糖浓度传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、在柔性基板下表面制备微针阵列或者通过微针模具制备微针阵列，将微针阵列的基板作为柔性基板；步骤2、在柔性基板上表面制备具有成对斜坡的凹槽作为微反应池，或者通过微针模具预留相应凹槽作为微反应池，多孔微针的多孔结构通过微通道与微反应池相连通；步骤3、将制备好的微针阵列浸泡在糖胺聚糖溶液中，然后干燥处理，得到糖胺聚糖涂层加固的微针阵列；步骤4、对柔性基板做亲水改性处理；步骤5、在经过亲水改性的柔性基板上通过喷墨打印制备LC谐振电路，其中两个电容极板分别打印在微反应池的两个相对的斜坡上；步骤6、在微反应池内注入含葡萄糖酶的凝胶作为介电材料；步骤7、在柔性基板上制备将LC谐振电路包裹保护的柔性保护层，完成柔性血糖浓度传2CN115326891A权利要求书2/2页感器的制备。10.根据权利要求9所述柔性血糖浓度传感器的制备方法，其特征在于：步骤5的LC谐振电路制备过程如下：先打印其中第二电容极板和与该电容极板相连的外侧引线；然后在外侧引线上制备绝缘层并露出外侧引线的外端部；最好在柔性基板及绝缘层上打印环绕微反应池的螺旋线圈，螺旋线圈内侧端通过内侧引线与第一电容极板相连，螺旋线圈的外侧端与外侧引线的外端部相连。3CN115326891A说明书1/6