CN217365861U - 一种电化学传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电化学传感器，包括基体部分和电极部分；本实用新型用于承载电极的基体被设置成管状结构，电极周向分布于管状基体的外表面。与板状基体承载电极材料的电化学传感器相比，本实用新型有效减小了电化学传感器的尺寸，使电化学传感器微型化，达到可以将电化学传感器直接***人体皮下组织的尺寸要求。同时，内部为空腔的基体还可以为患者接受药物治疗提供注射窗口，简化了疾病的诊断与治疗程序，使电化学传感器兼具人体生理参数的检测与皮下药物注射的双重功能。

Description

一种电化学传感器

技术领域

本实用新型涉及电化学技术领域，尤其涉及一种电化学传感器。

背景技术

随着新时代交叉学科的发展，学科间知识与技术方法不断融合，科研与生产应用乃至人类生活也逐渐紧密联系起来。材料，物理，化学，生物医学等学科领域的交叉，在环境保护、生物医疗、国防军工等领域表现出良好的发展活力与研究潜力。尤其是具备良好生物兼容性与灵敏度的传感器研究，在临床医学与疾病检测方面获得了广泛的应用。

现有技术中，电化学传感器对人体生理参数的检测有助于医护人员根据检测结果来判定患者是否需要进行注射治疗，比如血糖浓度过高，需要注射胰岛素。实时的检测和治疗可以更好的管理糖尿病，降低糖尿病并发症。但由于现有技术背景下，电化学传感器的尺寸过大，并不能直接作用于皮下组织；以及，电化学传感器检测人体生理参数的过程，与根据检测参数为患者进行皮下药物注射的过程，是两个相互独立的过程，需要借助两种不同的器材才能实现。这并不利于资源的节约，以及疾病的快速诊断与治疗的融合发展。

生物医学检测方面不利于电化学传感器在生物医学领域的推广。

因此，有必要提供一种能够兼具人体生理参数的检测与皮下药物注射功能的微型电化学传感器。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种电化学传感器，以解决现有电化学传感器无法兼具人体生理参数的检测与皮下药物注射功能的问题。

本实用新型提供一种电化学传感器，包括：基体和电极；

所述基体为管状结构；

所述电极周向分布于所述基体的外表面；

其中，所述电极包括：工作电极和电源电极，所述工作电极与所述电源电极相互平行。

可选地，所述电极的一端通过导线与电信号输出端相连；所述电化学传感器还包括绝缘层，所述绝缘层覆盖所述导线。

可选地，所述基体的长度为5mm-1cm；

所述基体的内径为100μm-500μm；

所述基体的制备材料为：PET、PVC、FR4、聚氨酯、丝素蛋白、壳聚糖、聚乳酸、聚氯乙烯和聚酰亚胺中的任意一种。

可选地，所述电极的长度为4mm-8mm。

可选地，所述电极是通过丝网印刷技术或微纳米加工技术制备得到。

可选地，所述电源电极为：作用电极。

可选地，所述作用电极为Ag/AgCl电极。

可选地，所述电源电极包括：对电极和参比电极。

可选地，所述对电极为金材料、铂材料或碳材料与电子媒介体构成的复合材料电极；

所述参比电极为Ag/AgCl电极。

可选地，所述工作电极为金材料、铂材料或碳材料与电子媒介体构成的复合材料电极。

有益效果：

本实用新型提供了一种电化学传感器，与现有以板状基体承载电极材料的电化学传感器相比，本实用新型通过将工作电极与电源电极设置在管状结构的基体表面，有效减小了电化学传感器的尺寸，使电化学传感器微型化，达到可以将电化学传感器直接***人体皮下组织的尺寸要求，实现人体生理参数的检测。与此同时，医护人员利用本实用新型提供的电化学传感器获得人体生理参数，并对人体生理参数进行分析确定该患者需要药物注射治疗时，具有管状结构的基体还可以充当疾病治疗的注射窗口，医护人员直接通过管状结构的基体将药物注射进入人体皮下组织，实现检测与治疗双重目的。

此外，该微型电化学传感器的工作电极和电源电极均通过丝网印刷技术或微纳米加工技术制备在管状基体表面，因此，可以灵活控制电极尺寸，更有利于电化学传感器的微型化。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对本实用新型实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请一实施例提供的电化学传感器的基体结构示意图；

图2示出了本申请一实施例提供的电化学传感器的侧视图；

图3示出了本申请一实施例提供的电化学传感器的侧视图；

图4示出了本申请一实施例提供的电化学传感器的侧视图；

图5示出了本申请一实施例提供的电化学传感器的侧视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-3所示，本实用新型提供一种电化学传感器，包括基体1和电极2；其中，基体1为具有空腔的管状结构，该基体1的外表面用于承载电极；由于承载电极2的基体1被设置成管状结构，电极2周向分布于管状基体1的外表面，与板状基体1承载电极材料的电化学传感器相比，有效减小了电化学传感器的尺寸，使电化学传感器微型化，达到可以将电化学传感器直接***人体皮下组织的尺寸要求。同时，内部为空腔的基体1还可以为患者接受药物治疗提供注射窗口，简化了疾病的诊断与治疗程序，使电化学传感器兼具人体生理参数的检测与皮下药物注射的双重功能。

具体地，上述电化学传感器中，基体1的结构如图1所示，基体1为具有空腔的管状结构。

在一些实施方式中，基体1的制备材料可以选用PET、PVC、FR4、聚氨酯、丝素蛋白、壳聚糖、聚乳酸、聚氯乙烯和聚酰亚胺中的任意一种。

在一些实施方式中，管状结构基体1的长度可以为5mm-1cm，管状结构基体1的内径可以为100μm-500μm，以满足注射需求。

具体地，结构如图2所示的电化学传感器的侧视图，在电化学传感器中，基体1的周向平行分布有电极2，电极2可以包括工作电极2-1和电源电极2-2，电极2的一端通过导线3与电信号输出端4相连；其中，图2的侧视图中仅示出了一个电极2，电极2可以代表工作电极2-1或电源电极2-2，本实施例对工作电极2-1和电源电极2-2在管状基体1外表面周向设置的情形不做具体要求，即，可以周向间隔均匀布置，也可周向任意布置，满足电极间平行设置即可。

在一些实施方式中，电源电极2-2可以有以下两种；第一种情况下，电源电极2-2可以为作用电极2-2-3，图3示出了具有工作电极2-1和作用电极2-2-3的电化学传感器的侧视图，其中，该作用电极2-2-3可以同时起到连通电路和稳定电压的作用，该作用电极2-2-3可以选用Ag/AgCl电极。此时，作用电极2-2-3与工作电极2-1在基体1周向平行分布，电极的检测端处于同一直线上。

第二种情况下，电源电极2-2可以包括两个电极，分别为对电极2-2-1和参比电极2-2-2，图4示出了具有工作电极2-1、对电极2-2-1和参比电极2-2-2的电化学传感器的侧视图，其中，对电极2-2-1起到连通电路的作用，参比电极2-2-2起到稳定电压的作用，该对电极2-2-1可以与工作电极2-1相同，为金材料、铂材料或碳材料与电子媒介体构成的复合材料电极；而参比电极2-2-2可以与作用电极2-2-3相同，选用Ag/AgCl电极。此时，参比电极2-2-2、对电极2-2-1与工作电极2-1在基体1周向平行分布，电极的检测端处于同一直线上。

由于印刷技术或微纳米加工技术可以使电极的尺寸缩小到微米级别，因此，可以选用丝网印刷技术或微纳米加工技术制备具体的电极。

在一些实施方式中，电极2的长度可以设置为3mm-8mm。

在一些实施方式中，工作电极2-1可以为：金材料、铂材料或碳材料与电子媒介体构成的复合材料电极。

具体地，上述电化学传感器中，电化学传感器还包括绝缘层5，图5示出了本实用新型一实施例中电化学传感器的侧视图，绝缘层5结构如图5所示，绝缘层5设置于基体之上，并覆盖电极2与电信号输出端4之间的导线3，以避免测试时产生漏电的风险。

在一些实施方式中，被绝缘层覆盖后裸露的电极的检测端长度可以为4mm-8mm。

需要说明的是，图5仅仅是电化学传感器的侧视结构的示意图，在实际应用中，电极2、基体1以及绝缘层5的厚度均为纳米-微米级别，因此实际上，绝缘层5是紧贴在基体1上的，以避免导电暴露导致的漏电问题。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种电化学传感器，其特征在于，包括基体(1)和电极(2)；

所述基体(1)为管状结构；

所述电极(2)周向分布于所述基体(1)的外表面；

其中，所述电极(2)包括：工作电极(2-1)和电源电极(2-2)，所述工作电极(2-1)与所述电源电极(2-2)相互平行。

2.根据权利要求1所述的电化学传感器，其特征在于，所述电极(2)的一端通过导线(3)与电信号输出端(4)相连；所述电化学传感器还包括绝缘层(5)，所述绝缘层(5)覆盖所述导线(3)。

3.根据权利要求1所述的电化学传感器，其特征在于，所述基体(1)的长度为5mm-1cm；

所述基体(1)的内径为100μm-500μm；

所述基体(1)的制备材料为：PET、PVC、FR4、聚氨酯、丝素蛋白、壳聚糖、聚乳酸、聚氯乙烯和聚酰亚胺中的任意一种。

4.根据权利要求1所述的电化学传感器，其特征在于，所述电极(2)的长度为4mm-8mm。

5.根据权利要求1所述的电化学传感器，其特征在于，所述电极(2)是通过丝网印刷技术或微纳米加工技术制备得到。

6.根据权利要求1所述的电化学传感器，其特征在于，所述电源电极(2-2)为：作用电极(2-2-3)。

7.根据权利要求6所述的电化学传感器，其特征在于，所述作用电极(2-2-3)为Ag/AgCl电极。

8.根据权利要求1所述的电化学传感器，其特征在于，所述电源电极(2-2)包括：对电极(2-2-1)和参比电极(2-2-2)。

9.根据权利要求8所述的电化学传感器，其特征在于，

所述参比电极(2-2-2)为Ag/AgCl电极。

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