CN110680343A - 新型皮下葡萄糖传感器电路导通方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型皮下葡萄糖传感器及其电路导通方法，所属葡萄糖生物传感器技术领域，包括数据采集器和皮下葡萄糖传感器，数据采集器可以通过外壳底部的触点柱向外提供恒定电压，传感器电极与传感器基座上的导电柱连通。数据采集器外壳的卡槽与传感器基座的卡扣卡紧，数据采集器上的触点柱与传感器相应的导电柱压紧，触点柱与导电柱连通，触点柱、导电柱、电极可形成导通的电流回路。数据采集器通过触点柱在不同的电极施加特定的电压，并检测回路中的电流。该方法具有结构简单、可靠性好、工作时间短、便于批量生产的优点，保证电路稳定可靠，提高了血糖测量的准确性。

Description

新型皮下葡萄糖传感器电路导通方法
技术领域
本发明涉及葡萄糖生物传感器技术领域，具体涉及一种新型皮下葡萄糖传感器及其电路导通方法。
背景技术
糖尿病是一种全球范围内的严重危害人类健康的常见内分泌代谢疾病。近年来全球糖尿病患病率呈现明显上升趋势。对于糖尿病患者而言，血糖监测至关重要，必须要根据血糖高低制定相应治疗方案。连续血糖监测可以得到患者动态血糖图谱，准确掌握患者血糖的变化规律，然后针对性地制定更加有效的治疗方案，大幅度提高治疗效果。近年来国内外多家公司研究开发出能够连续测量血糖的生物传感器，该类传感器一般埋植在皮下组织，通过连续测量组织液葡萄糖来监测血糖。
当前用于连续葡萄糖监测的生物传感器，大部分是利用葡萄糖氧化酶，该酶具有对葡萄糖高选择性的特点。考虑到植入可行性和工作稳定性，皮下植入传感器体积要求尽可能小，这样植入时痛感较小，植入后引起人体排斥反应也会较小，有利于传感器正常工作。
当前用于皮下植入葡萄糖生物传感器有两类，一类是需要导针植入传感器，基材一般为柔性高分子材料，由于基材没有机械强度，需要导针才能实现植入。这类传感器结构复杂，体积较大，植入过程痛感较强，传感器的有效传感面积非常有限，传感器信噪比不高。
另一类是不需要导针植入传感器，基材一般为金属，由于基材具有较好机械强度，因此不需要导针就可以实现植入。这类传感器体积较小，电极有效面积得到提升，但是生产组装工艺流程复杂，实现大规模工业生产比较困难。
所有的生物传感器需要考虑电路导通问题，需要设计比较复杂的电路结构，采用微型接插结构，而这些结构往往可靠性不佳，会出现引线或接插件故障引起的断路问题，从而导致传感器无法正常工作。尤其对于金属电极来说，金属电极的导通是个难题，金属电极上一般有生物酶，无法承受高温，不能采用常规焊接手段，而采用导电胶，工作时间长，工艺复杂，可靠性差。
发明内容
本发明主要解决现有技术中存在工作效率低、结构复杂、可靠性差、批量生产困难的问题，提供了一种新型皮下葡萄糖传感器与数据采集器之间电路导通的方法，该方法具有工作效率高、结构简单、可靠性好、工作时间短、便于批量生产的优点，保证了电路稳定可靠，提高了血糖测量的准确性。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明主要解决皮下葡萄糖传感器与数据采集器之间电路导通问题。数据采集器设有导电触点柱，触点柱上端与数据采集器电路板连接，触点柱下端裸露于外壳上，数据采集器可以通过触点柱，向外提供恒定电压。
传感器电极置于固定帽内，固定帽为注塑件，内部有通孔，主要作用是固定传感器电极，电极通过工装固定在固定帽内，电极针头部和尾部都露出一定长度，头部露出不超过长度5mm。固定帽（带电极）可卡嵌在传感器基座的通孔内，电极头部朝下，导电柱从传感器基座上方压入通孔内，使得电极尾部与导电柱尾部契合，电极与导电柱处于连通状态，导电柱上端露出一定高度。
为了方便与传感器连接固定，数据采集器外壳边缘设计有卡槽，传感器基座上设有卡扣。数据采集器的卡槽与传感器基座的卡扣扣紧后，数据采集器的触点柱与葡萄糖传感器的导电柱分别对应压紧，使得电路板、触点柱、导电柱、电极电路连通。
葡萄糖传感器植入人体后，多个电极介入皮下组织，数据采集器通过触点柱向相应电极提供恒定电压，同时检测电极之间回路的电流值，该电流值与组织液葡萄糖浓度相关。数据采集器将检测到的电流值，进行存储、分析处理，然后发送到显示设备（如智能手机）。
数据采集器由外壳，MCU及电路板，电池等组成，数据采集器底部设有多个触点柱，触点柱通过电路板与电源连通。触点柱材料优选金属材料，也可以是导电非金属材料，触点柱的位置和大小与传感器基座上放置导电柱的通孔相对应。
导电柱选用非金属导电弹性材料，如导电硅胶，也可选用金属材料的弹性顶针。
触点柱数量为三个以及三个以上，材质选用金属材料，触点柱可以通过焊接的方法与电路板导通。
传感器电极数量为两个或两个以上，基材为金属材质，包括惰性金属层、催化层、酶层、高分子层等。
作为优选，数据采集器采用充电电池，可通过外壳底部多个触点柱中两个与充电器连通，实现对电池的充电。
本发明提供了一种新型皮下葡萄糖传感器的电路导通方法，与现有技术相比较，具有稳定可靠、结构简单、生产效率高，便于批量生产的优点。
附图说明
图1是本发明的结构***图。
图2是本发明的结构剖视图。
图3是本发明的葡萄糖传感组件的结构***图。
图中：葡萄糖传感器1，数据采集组件2，数据采集器3，电路板4，触点柱5，导电柱6，固定帽7，电极8，传感器基座9。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：如图1-3所示，一种新型皮下葡萄糖传感器电路导通方法，按如下技术方案：
数据采集器3由外壳、MCU单片机、PCB电路板和充电电池等部件组成。数据采集器3外壳可以通过注塑，或灌胶一次成型方式制作，将电路板4、电池、触点柱5固定组装在外壳内部，只留触点柱5下端裸露于外壳上。
传感器电极8置于固定帽7内，固定帽7为注塑件，内部有通孔，主要作用是固定电极8。电极8头部和尾部都露出一定长度，头部露出5mm，尾部露出1mm以上，然后将带电极8的固定帽7嵌入传感器基座9的通孔内，电极8头部朝下，从传感器基座9上方将导电柱6压入传感器基座9通孔内，使得电极8尾部与导电柱6尾部契合，电极8与导电柱6处于连通状态。导电柱6采用材料为导电硅胶，上端露出传感器基座9平面一定高度。
将数据采集器3的卡槽与传感器基座9的卡扣扣紧后，此时触点柱5与导电柱6对应压紧，使得电路板4、触点柱5、导电柱6、电极8相电路连通。
葡萄糖传感器1植入人体后，多个电极8介入皮下组织，数据采集器2通过触点柱5向电极8提供恒定电压，同时检测电极8之间回路的电流值。
数据采集器3外壳底部触点柱有五个，三个用于连接传感器电极，另外两个可与充电器连通，实现对电池的充电。
传感器电极8的电极基材为金属材质，传感器电极有三个，基材为金属材质，电极功能层包括惰性金属层、催化层、酶层、高分子层等。
使用时，先将葡萄糖传感器1通过植入器植入皮下组织，然后将数据采集器2与葡萄糖传感器1压合，使数据采集器3外壳的卡槽与传感器基座9的卡扣卡紧，数据采集器3上的触点柱5分别与传感器基座9相应突出的导电柱6压紧，触点柱5与导电柱6连通，触点柱5、导电柱6、电极8形成导通的电流回路。
数据采集器3通过触点柱5向电极8提供恒定电压，同时检测电极之间回路的电流值，该电流值与组织液葡萄糖浓度相关。数据采集器将检测到的电流值，进行存储、分析处理，然后通过无线传输的方式，发送给其他接收设备（如智能手机）。
综上所述，本发明提供了一种新型皮下葡萄糖传感器的电路导通方法，该方法具有结构简单、可靠性好、工作时间短、便于批量生产的优点，保证电路稳定可靠，提高了血糖测量的准确性。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种新型皮下葡萄糖传感器电路导通方法，其特征在于：数据采集器（3）底部上设有导电触点柱（5），触点柱（5）与数据采集器电路板（4）导通，数据采集器（3）可以通过触点柱（5），按照设定向外提供恒定电压；
传感器电极（8）置于固定帽内（7），然后将固定帽（7）和电极嵌入传感器基座（9）的通孔内，电极（8）头部朝下，从传感器基座（9）上方将导电柱（6）压入传感器基座（9）的通孔内，使得电极（8）尾部与导电柱（6）尾部契合，电极（8）与导电柱（6）处于连通状态；
数据采集器（3）的卡槽与传感器基座（9）的卡扣扣紧后，数据采集器（3）的触点柱（5）与传葡萄糖传感器（1）的导电柱（6）分别对应压紧，使得电路板（4）、触点柱（5）、导电柱（6）、电极（8）电路连通；
葡萄糖传感器（1）植入人体后，多个电极（8）介入皮下组织，数据采集器（3）通过触点柱（5）向相应电极（8）提供恒定电压，同时检测电极（8）之间回路的电流值。
2.根据权利要求1所述的新型皮下葡萄糖传感器电路导通方法，其特征在于：数据采集器（3）由MCU单片机、电路板（4）和充电电池组成。
3.根据权利要求2所述的新型皮下葡萄糖传感器电路导通方法，其特征在于：电路板（4）通过触点柱（5）与外部电源连通，实现对电池的充电。
4.根据权利要求1所述的新型皮下葡萄糖传感器电路导通方法，其特征在于：电极（8）通过工装固定在固定帽（7）内，电极（8）头部和尾部都露出一定长度，导电柱（6）压入传感器基座（9）的通孔后，导电柱（6）上端露出一定高度。
5.根据权利要求1所述的新型皮下葡萄糖传感器电路导通方法，其特征在于：导电柱（6）可选用非金属导电弹性材料，如导电硅胶等，也可选用金属材料的弹性顶针。
6.根据权利要求1所述的新型皮下葡萄糖传感器电路导通方法，其特征在于：电极（8）的电极基材为金属材质，由内向外依次是惰性金属层、催化层、酶层、高分子层等。
7.根据权利要求1所述的新型皮下葡萄糖传感器电路导通方法，其特征在于：固定帽（7）为注塑件，内部有通孔，主要作用是固定电极（8）。
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