一种用于血糖监测的无线荧光传感贴片及其制备方法,属于生物医学工程器件领域。本技术使用时将无线荧光传感贴片贴附于皮肤表面,使微针刺入表皮,起到固定和提取间质液的作用。贴片作用于人体皮肤后,首先将智能手机靠近贴片为贴片供能,贴片进行葡萄糖浓度监测,将采集数据传递给智能手机,使患者获得血糖水平信息。通过软质微针提取皮下间质液实现无痛的实时原位葡萄糖浓度监测,基于近场通信技术可利用智能手机的内置线圈提供能量和无线调控,实现柔性微针贴片的无线无电池供能。本发明在提供稳定、长效监测的同时,显著提升了检测的便捷性和可靠性。微针的制作成本较低,且更换方便,简化了操作流程,提高了患者在长时间使用中的舒适性。
背景技术
糖尿病是一种以慢性高血糖为特征的代谢性疾病,全球患病人数已超过5亿,并持续增长。糖尿病的长期高血糖会导致严重的并发症,如心脏病、中风、肾衰竭和失明。血糖监测是糖尿病管理的重要手段,通过检测血糖水平帮助患者和医生制定或调整治疗方案。目前常见的血糖监测方法是传统的血糖仪通过指尖血液样本检测血糖。除此之外新兴的连续血糖监测(CGM)技术旨在提供实时、全天候的血糖数据。血糖监测系统向精准和便捷的目标不断发展,能够通过数据分析和管理帮助患者有效控制血糖,减少并发症的风险。
传统血糖仪的测量过程包括以下步骤:首先,用户用针头采集指尖血液,并将其滴在试纸上的检测区。试纸上涂有葡萄糖氧化酶和过氧化氢酶等化学试剂。葡萄糖氧化酶催化血液中的葡萄糖与氧气反应,生成葡萄糖酸和过氧化氢。接着,过氧化氢酶催化过氧化氢与其他试剂的反应,产生电信号或颜色变化。血糖仪检测这些信号或变化,并将其转换为数字结果,显示血糖值。连续血糖监测(CGM)技术主要包括以下几种方法:穿刺式传感器通过插入皮下组织的探针测量间质液中的葡萄糖水平,提供实时数据。皮下间质液中的葡萄糖浓度通常与血糖水平呈现同步关系,虽然间质液中的葡萄糖浓度通常比血液中的稍低,因为葡萄糖从血液转移到间质液中存在一定延迟,这种延迟通常在几分钟到半小时之间。因此,连续血糖监测(CGM)系统测量的间质液葡萄糖浓度能够有效反映血糖水平。通过一个细小的探针插入皮下组织,测量间质液中的葡萄糖浓度。传感器中的电化学元件与葡萄糖发生反应,此类电化学元件多利用酶(如葡萄糖氧化酶)催化葡萄糖与氧气反应,生成过氧化氢。过氧化氢在电极上氧化生成电流,电流的大小与血糖浓度成正比。传感器将这些电流信号转换为电压或数字数据,并与血糖浓度相对应,并通过无线方式传输到外部接收器或智能设备。用户可以实时监控血糖水平和趋势,从而更好地管理血糖。另外目前在研究阶段还有激光类传感器和荧光类传感器。激光传感器主要利用光学原理,通过发射特定波长的激光光束照射皮肤或样本,激光光束在皮肤中发生散射和吸收,血糖浓度影响这种光的变化。传感器的探测器接收并测量这些光信号的变化,将其转换为血糖值。这种方法无创且能提供实时血糖数据。荧光传感器的主要原理是通过将含有荧光染料的化学试剂应用于样本中,这些染料与葡萄糖分子发生反应。在激发光(如LED光)的照射下,染料发射出特定波长的荧光,荧光强度通常与葡萄糖浓度成线性相关关系。传感器检测并测量这种荧光信号的强度,荧光强度与血糖浓度相关联,最终将测得的信号转换为血糖值。目前这类传感器还在研究和开发阶段,实际应用较少。
实现思路