一种基于多通道微针阵列的血糖传感电极及制备方法

1.本发明属于生物传感技术领域，具体涉及一种基于多通道微针阵列的血糖传感电极及制备方法。


背景技术：

2.对人体血糖浓度的精准检测分析，研发先进的糖尿病精准监测系统，及时获取患者病情，有助于减少血糖波动对糖尿病患者的影响。
3.临床上常用的血糖检测方法包括：通过采集静脉血液，利用全自动生化分析仪检测分析；通过刺破手指指尖采血，利用快速血糖测定仪测定。以上方式均是有创且不连续的，而且通过采血检测的方式测定血糖，反应的是全身综合的血糖水平，在一些需要关注局部血糖浓度的应用场景，如伤口、炎症部位等的生物标志物监测，需要一种能够精准测量局部血糖水平，同时反应其时空变化趋势的实时生物传感技术。
4.因而，开发出了穿戴式连续血糖监测仪，通过持续插入皮下的针状电极监测血糖，能以微创的方式高效刺破人体皮肤表皮而未抵达痛觉神经，创面小且患者痛苦降低，稳定贴敷于人体皮肤表面，便于开展持续性的血糖监测传感，对改善血糖检测不便的现状有十分积极的意义。
5.如专利cn110558993a给出了一种用于血糖监测的普鲁士蓝微针电极、其制备方法、血糖监测贴片及其制备方法，提供的普鲁士蓝微针电极包括：金微针电极，金微针电极包括金微针电极基底和底部固定在金微针电极基底上的若干根金微针；复合在金微针表面的普鲁士蓝层；和复合在普鲁士蓝层表面的壳聚糖固定化葡萄糖氧化酶层。该方案解决了针对糖尿病血糖监测必须进行抽血化验造成工作繁琐的问题，只需将微针电极穿透皮肤角质层，即可长效迅速准确的测试组织液中的葡萄糖糖浓度，且微针电极尺寸小巧，便于携带，具备作为一种良好的安全便携无痛的血糖电化学传感器的潜力。
6.但是，以上方案的以微针阵列整体作为血糖传感电极，做“点”测量为主，其反映的是人体某一局部组织的综合血糖水平，并未充分发挥出微针阵列结构中可实现多点同步传感的特点。而且，微针阵列作为微米级的传感结构，其制备加工工艺也是重要和难点。目前，传统的硅基半导体工艺，工序较多且比较复杂，对生产环境要求也较为严苛。通过硅基半导体工艺，既要保证作业环境的高度清洁以避免杂质玷污影响产品，还要从薄膜、光阻、显影、蚀刻、光阻去除等一系列工艺数十次的不断循环才能得到最终成型的产品。手工程度高、自动化程度低的实验室工艺策略，则存在效率低下、重复性差、良品率低等问题，不利于微针血糖电极研究成果的转化，同时亦不符合工程类研究的发展趋势。这对于目前处在快速迭代发展中的微针阵列血糖电极，成本、能耗和环保压力都难以承受。
7.因此，如何克服微针阵列电极的测量可靠性问题以及无法满足需要反应血糖时空分布的应用场景需求，以实现高效低耗、稳定可控的血糖传感电极制备是本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

8.针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种基于多通道微针阵列的血糖传感电极及制备方法，采用高分子聚合物材料的3d打印微针阵列，并通过喷墨打印技术对微针阵列进行表面修饰获得工作电极、对电极和参比电极，原位绘制可连通单个微针针尖的图案导电层，采用喷墨打印技术中的自动点胶技术获得封装微针阵列，附着喷墨打印的柔性垫片，构建得到了抗菌、抗干扰的传感器-皮肤界面。本发明制备的基于多通道微针阵列的血糖传感电极，实现了微创、持续、可访问时空分布、抗多重干扰且佩戴体验舒适的血糖监测。
9.第一方面，本发明提供一种基于多通道微针阵列的血糖传感电极，包括：微针阵列基体以及附着在微针阵列基体表面的柔性垫片，微针阵列基体及柔性垫片均通过原位打印工艺制成，且柔性垫片设有与微针阵列相对应的镂空图案阵列；
10.微针阵列基体包括含有微针阵列的衬底、附着在微针阵列表面的功能化修饰层和连通每根微针的图案导电层，功能化修饰层将微针阵列修饰为包括对电极、工作电极和参比电极的测量血糖酶类传感器，图案导电层排布在衬底表面，图案导电层将每根微针的信号进行单独传输。
11.进一步的，含对电极的基片、含工作电极的基片及含参比电极的基片在左右方向拼接形成微针阵列基体，任一基片的尺寸为(0.5
×
1.5)-(1.5
×
4.5)mm，任一基片的微针阵列中微针数量为2-15根，微针的针尖长度为600-800μm，每根微针的宽度为100-300μm，任一基片的相邻两根微针的间距为100-300μm。
12.进一步的，对电极的功能化修饰层为导电碳材料层，参比电极的功能化修饰层为依次附着的导电碳材料层和银/氯化银油墨层，工作电极的功能化修饰层为依次附着的导电碳材料层、含葡萄糖氧化酶的血清蛋白层以及聚氨酯层，导电碳材料层的厚度≤400μm。
13.进一步的，微针阵列基体与柔性垫片之间还包括绝缘隔离层，绝缘隔离层的材质为光固树脂，形状与柔性垫片一致，绝缘隔离层的厚度为1-5μm。
14.进一步的，图案导电层的厚度为0.5-5μm，线宽为0.5-5μm。
15.第二方面，本发明还提供一种制备上述血糖传感电极的方法，包括如下步骤：
16.预设微针阵列的排布，采用树脂材料，通过光硬化树脂数字光处理3d打印制备衬底；
17.对微针阵列进行电晕处理，通过喷墨打印在微针阵列表面喷涂制备功能化修饰层，将微针阵列分别修饰为包括对电极、工作电极和参比电极的测量血糖酶类传感器；
18.预设与微针阵列排布相对应的导电图案的形状，采用导电碳材料在衬底表面喷墨打印图案导电层；
19.采用纳米银粘性水凝胶的墨水材料，通过喷墨打印制备柔性垫片，形成基于多通道微针阵列的血糖传感电极。
20.进一步的，通过喷墨打印在微针阵列表面喷涂制备功能化修饰层，将微针阵列分别修饰为包括对电极、工作电极和参比电极的测量血糖酶类传感器，具体包括：
21.采用导电油墨喷涂在微针阵列表面，低温烧结后形成导电碳材料层，其中，导电油墨的溶质为碳材料，溶剂为水或有机溶剂，溶质与溶剂的比例为(1：1)-(1：10)，导电油墨的粘度为1-30cp，碳材料为多壁碳纳米管、单壁碳纳米管和石墨烯的至少一种，喷涂的速度为1–
500m
·
min-1
，低温烧结的温度≤120℃；
22.将微针阵列基体划分为左基体、中基体及右基体，在左基体的导电碳材料层的表面喷涂银/氯化银油墨层；
23.在中基体的导电碳材料层表面依次喷涂含葡萄糖氧化酶的血清蛋白层和聚氨酯层；
24.右基体得到微针阵列表面附着导电碳材料层的对电极，左基体得到微针阵列表面依次附着导电碳材料层和银/氯化银油墨层的参比电极，以及中基体得到微针阵列表面依次附着导电碳材料层、血清蛋白层和聚氨酯层的工作电极。
25.进一步的，在中基体的导电碳材料层表面依次喷涂含葡萄糖氧化酶的血清蛋白层和聚氨酯层，具体包括：
26.采用喷墨打印工艺在中基体的导电碳材料层表面喷涂含葡萄糖氧化酶的血清蛋白层，之后常温干燥至少8h；
27.在血清蛋白层的表面喷涂聚氨酯层，常温干燥至少16h；
28.其中，血清蛋白层的喷墨墨水由30-100mg/ml的葡萄糖氧化酶溶液、50-200mg/ml的牛血清蛋白溶液和1-5wt％的戊二醛溶液按照体积比1:5:2组成，聚氨酯层的喷墨墨水为3-10wt％的聚氨酯溶液。
29.进一步的，采用导电碳材料在衬底表面喷墨打印图案导电层，具体包括：
30.采用导电碳材料在衬底表面喷墨，其中，图案导电层的喷墨为导电碳材料与光敏树脂混合物，混合比例为(1：1)-(1：10)，导电碳材料为多壁碳纳米管、单壁碳纳米管及石墨烯的至少一种，图案导电层的喷墨打印速度为1-500m
·
min-1
，墨水粘度为1-30cp；
31.利用波长为200-400nm，强度为1-5mw的紫外光照射1-30min进行固化；
32.得到厚度0.5-5μm，线宽为0.5-5μm的图案导电层。
33.进一步的，采用纳米银粘性水凝胶的墨水材料，通过喷墨打印制备柔性垫片，具体包括：
34.纳米银粘性水凝胶由1-30wt％高分子材料、0.05-0.3wt％纳米银、交联剂和水组成，其中，高分子材料为纤维素、海藻酸、透明质酸、壳聚糖、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚n-聚代丙烯酰胺中的至少一种。
35.本发明提供的一种基于多通道微针阵列的血糖传感电极及制备方法，至少包括如下有益效果：
36.(1)采用3d打印和喷墨打印的全原位打印工艺，满足了模型复杂性设计和精度高标准的需求，制备的基于多通道微针阵列的血糖传感电极，发挥微针作为阵列结构可实现多点同步传感的优势，开发了每根微针针尖可独立工作的多通道血糖传感电极，突破独立传感通道的微针血糖电极制备难题，实现了微创、持续、可访问时空分布、抗多重干扰且佩戴体验舒适的血糖监测。
37.(2)针对微针阵列对图案导电层的导电图案进行规划设计，实现了对血糖浓度的空间分布以及整体分析测试；多个独立电极的综合响应可使测量结果更精准，避免单个微针针尖时效或部分失效对整体传感性能的影响；多个独立电极的单独响应可实现对局部葡萄糖浓度空间分布的测量，对于伤口、炎症部位等的血糖测量具有实用价值。
38.(3)设置的柔性垫片实现对微针阵列基体的衬底的绝缘，保证了血糖测试结果的
可靠性；同时柔性垫片还起到了隔绝血糖传感电极底部与皮肤，避免了直接接触，减少皮肤汗液、温度、表面电荷等对电极传感的影响；在柔性垫片中掺入一定比例的纳米银，起到抗菌作用，实现抗多重干扰，可应用于伤口等特殊皮肤环境。
附图说明
39.图1为本发明提供的一种基于多通道微针阵列的血糖传感电极结构示意图；
40.图2为本发明提供的一种血糖传感电极进行透皮检测葡萄糖的佩戴示意图；
41.图3为本发明提供的制备基于多通道微针阵列的血糖传感电极的过程图；
42.图4为本发明提供的一种通过3d打印制备含有微针阵列衬底的工艺流程图；
43.图5为本发明提供的一种通过喷墨打印技术制备功能化修饰层和图案导电层的工艺流程图；
44.图6为本发明提供的一种通过喷墨打印技术制备柔性垫片的工艺流程图；
45.图7为本发明提供的血糖传感电极的体外测试结果图；
46.图8为本发明提供的血糖传感电极的模拟在体测试结果图；
47.图9为本发明提供的血糖传感电极的抗菌性能测试结果图。
具体实施方式
48.为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
49.如图1及图2所示，一种基于多通道微针阵列的血糖传感电极，包括：微针阵列基体1以及附着在微针阵列基体表面的柔性垫片2，微针阵列基体1及柔性垫片2均通过原位打印工艺制成，且柔性垫片2设有与微针阵列相对应的镂空图案阵列；
50.微针阵列基体1包括含有微针阵列的衬底、附着在微针阵列表面的功能化修饰层和连通每根微针的图案导电层，功能化修饰层将微针阵列修饰为包括对电极、工作电极和参比电极的测量血糖酶类传感器，图案导电层排布在衬底表面，图案导电层将每根微针的信号进行单独传输。
51.基于多通道微针阵列的血糖传感电极给出了较为通用的血糖在体、持续监测核心技术-血糖电极的解决方案，以单根微针独立工作的微针阵列多通道传感作为创新，实现更丰富和更精确的传感功能，以原位打印作为配合血糖传感电极的工艺创新，突破单根微针独立工作的微针阵列电极制备的瓶颈，实现高效低耗、稳定可控的电极制备。
52.具体来说，含对电极的基片、含工作电极的基片及含参比电极的基片在左右方向拼接形成微针阵列基体1，任一基片的尺寸为(0.5
×
1.5)-(1.5
×
4.5)mm，任一基片的微针阵列中微针数量为2-15根，微针的针尖长度为600-800μm，每根微针的宽度为100-300μm，任一基片的相邻两根微针的间距为100-300μm。
53.微针阵列基体的整体尺寸可根据所需测试部位的面积大小，表面平整度进行调整，当然含对电极的基片、含工作电极的基片及含参比电极的基片的每片尺寸大小也可进行调整。微针的长度、单根微针宽度以及每片相邻两根微针的间距需满足设定的数值区间，并形成一定的数值比例。微针阵列排列过密影响单根测量的独立性，过于稀疏则无法实现相互验证提高测量结果精准度的效果。但是，对于微针的具体尺寸可以在给定的数值区间
内适当调整，如在平整皮肤表面，微针尺寸可大可小，在关节部位，微针尺寸大小较小更为合适。
54.具体来说，对电极的功能化修饰层为导电碳材料层，参比电极的功能化修饰层为依次附着的导电碳材料层和银/氯化银油墨层，工作电极的功能化修饰层为依次附着的导电碳材料层、含葡萄糖氧化酶的血清蛋白层以及聚氨酯层，导电碳材料层的厚度≤400μm。
55.导电碳材料层的厚度≤400nm，图案导电层的厚度为0.5-5μm，线宽为0.5-5μm，经大量试验验证，更优选的图案导电层的厚度为3-5μm，线宽为3-5μm。线宽过窄会影响导电的可靠性，线宽过宽则会影响导电化图案的整体设计和排布。
56.微针阵列基体与柔性垫片之间还包括绝缘隔离层，通过功能化修饰完成后，利用喷墨打印工艺在衬底表面(不包含微针阵列区域)打印1-5μm厚的光固树脂，并通过低强度光照固化，形成绝缘隔离层。绝缘隔离层的形状与柔性垫片一致，用来保护功能化修饰层。
57.如图3所示，一种制备上述血糖传感电极的方法，包括如下步骤：
58.预设微针阵列的排布，采用树脂材料，通过光硬化树脂数字光处理3d打印制备衬底；
59.对微针阵列进行电晕处理，通过喷墨打印在微针阵列表面喷涂制备功能化修饰层，将微针阵列分别修饰为包括对电极、工作电极和参比电极的测量血糖酶类传感器；
60.预设与微针阵列排布相对应的导电图案的形状，采用导电碳材料在衬底表面喷墨打印图案导电层；
61.采用纳米银粘性水凝胶的墨水材料，通过喷墨打印制备柔性垫片，形成基于多通道微针阵列的血糖传感电极。
62.全打印技术体现出明显的高效率、低能耗、环境友好、工艺调整方便适合快速迭代和小批量试产等优势。具体来说，采用3d打印和喷墨打印的全原位打印工艺，满足了模型复杂性设计和精度高标准的需求，制备的基于多通道微针阵列的血糖传感电极，发挥微针作为阵列结构可实现多点同步传感的优势，开发了每根微针针尖可独立工作的多通道血糖传感电极，突破独立传感通道的微针血糖电极制备难题，实现了微创、持续、可访问时空分布、抗多重干扰且佩戴体验舒适的血糖监测。
63.如图4所示，光硬化树脂数字光处理技术通过紫外光照射树脂材料固化成型，将3d模型的截面图投射到光敏液态聚合物上使其固化，可满足模型复杂性设计和精度高标准的需求。具体为：数字光处理器将光源处理为紫外光，通过透镜聚焦照射到盛放光敏液态聚合物的容器中，基于预设的微针阵列的排布使得光敏液态聚合物固化形成含微针阵列的衬底。
64.树脂材料既可满足对微针透皮检测葡萄糖的医用级材料需求，同时力学强度适宜(在10-50mpa量级)，生物相容性好，并且能支持使用常见的消毒和灭菌方法。
65.如图5所示，对微针阵列进行电晕处理使其表面带上部分电荷，便于制备功能性修饰层时油墨的吸附和固定。喷墨打印将油墨墨滴喷射并构成点阵图像，连续喷墨中喷嘴不断喷出油墨，不参与成像的油墨通过偏转回收。
66.通过喷墨打印在微针阵列表面喷涂制备功能化修饰层，将微针阵列分别修饰为包括对电极、工作电极和参比电极的测量血糖酶类传感器，具体包括：
67.采用导电油墨喷涂在微针阵列表面，低温烧结后形成导电碳材料层，其中，导电油
墨的溶质为碳材料，溶剂为水或有机溶剂，溶质与溶剂的比例为(1：1)-(1：10)，导电油墨的粘度为1-30cp，碳材料为多壁碳纳米管、单壁碳纳米管和石墨烯的至少一种，喷涂的速度为1
–
500m
·
min-1
，低温烧结的温度≤120℃；经大量试验验证，更为优选的导电油墨的粘度为10-30cp，溶质与溶剂的比例为(1：5)-(1：10)，喷涂的速度为50-500m
·
min-1
，低温烧结的温度80-120℃。
68.油墨粘度过低则会影响到烧结的效率，油墨粘度过高需要额外增加喷涂气压，导致油墨液滴尺寸偏大，影响喷涂的精度。喷涂速度则既要考虑喷涂的效率，又保证喷涂速度不至过大，影响精度。
69.将微针阵列基体划分为左基体、中基体及右基体，在左基体的导电碳材料层的表面喷涂银/氯化银油墨层；
70.在中基体的导电碳材料层表面依次喷涂含葡萄糖氧化酶的血清蛋白层和聚氨酯层；
71.右基体得到微针阵列表面附着导电碳材料层的对电极，该右基体为含有对电极的基片，左基体得到微针阵列表面依次附着导电碳材料层和银/氯化银油墨层的参比电极，左基体为含有参比电极的基片，以及中基体得到微针阵列表面依次附着导电碳材料层、血清蛋白层和聚氨酯层的工作电极，中基体为含有工作电极的基片。
72.右基体在喷涂形成导电碳材料层后，无需额外处理，即可满足对电极的要求。
73.对中基体来说，在中基体的导电碳材料层表面依次喷涂含葡萄糖氧化酶的血清蛋白层和聚氨酯层，具体包括：
74.采用喷墨打印工艺在中基体的导电碳材料层表面喷涂含葡萄糖氧化酶的血清蛋白层，之后常温干燥至少8h；
75.在血清蛋白层的表面喷涂聚氨酯层，常温干燥至少16h；
76.其中，血清蛋白层的喷墨墨水由30-100mg/ml的葡萄糖氧化酶溶液、50-200mg/ml的牛血清蛋白溶液和1-5wt％的戊二醛溶液按照体积比1:5:2组成，聚氨酯层的喷墨墨水为3-10wt％的聚氨酯溶液。
77.血清蛋白层的喷墨墨水预设固定的比值，保证牛血清蛋白溶液、戊二醛溶液将葡萄糖氧化酶酶以血清蛋白层的形式固定并附着在导电碳材料层表面。聚氨酯层为多孔的网状结构，能起到一定的隔离作用。聚氨酯层附着在工作电极表面，然后，当测试溶液的血糖浓度过高时，延缓并降低溶液的渗入速度，避免工作电极受到高浓度的血糖冲击而失效。
78.另外，为了将制备好的三电极整合为微针阵列血糖传感电极，采用喷墨打印技术中的自动点胶工艺，将绝缘弹性体材料的前体喷涂至左基体、中基体及右基体的相邻两基片之间缝隙，实现三微针电极的基片之间封装。
79.绝缘弹性材料为聚二甲基硅氧烷、铂金催化硅胶、聚乙烯醇、聚乙二醇、聚丙烯酸钠、丙烯酸酯聚合物及其共聚物中的至少一种。
80.基于绝缘弹性体材料的力学特性，所获得微针阵列传感电极具有柔性，能更好的贴附于皮肤表面。同时，自动点胶工艺可实现根据实际需求灵活布局封装的微针电极的基片数量和排列。
81.该微针阵列结构的特点在于可实现对血糖的整体和局部传感检测。多个独立微针电极的综合响应可使测量结果更精准，避免单个微针针尖时效或部分失效对整体传感性能
的影响；多个独立微针电极可实现对局部葡萄糖浓度空间分布的测量，对于伤口、炎症部位等的测量具有实用价值。
82.如图6所示，采用导电碳材料在衬底表面喷墨打印图案导电层，具体包括：
83.采用导电碳材料在衬底表面喷墨，其中，图案导电层的喷墨为导电碳材料与光敏树脂混合物，混合比例为(1：1)-(1：10)，导电碳材料为多壁碳纳米管、单壁碳纳米管及石墨烯的至少一种，图案导电层的喷墨打印速度为1-500m
·
min-1
，墨水粘度为1-30cp；
84.同样的，图案导电层的更为优选的喷墨的粘度为10-30cp，导电碳材料与光敏树脂混合物的比例为(1：5)-(1：10)，喷涂的速度为50-500m
·
min-1
。
85.利用波长为200-400nm，强度为1-5mw的紫外光照射1-30min进行固化；
86.得到厚度0.5-5μm，线宽为0.5-5μm的图案导电层。
87.得到的更优选的图案导电层的厚度为3-5μm，线宽为3-5μm。
88.通过对图案导电层的图案化设计，可实现对血糖浓度的空间分布以及整体分析测试，多个独立电极的单独响应可实现对局部葡萄糖浓度空间分布的测量，对于伤口、炎症部位等的血糖测量具有实用价值。
89.如图7所示，柔性垫片打印选用的墨水材料为纳米银粘性水凝胶，通过喷墨打印技术中的自动点胶工艺得到。
90.采用纳米银粘性水凝胶的墨水材料，通过喷墨打印制备柔性垫片，具体包括：
91.纳米银粘性水凝胶由1-30wt％高分子材料、0.05-0.3wt％纳米银、交联剂和水组成，其中，高分子材料为纤维素、海藻酸、透明质酸、壳聚糖、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酰胺和聚n-聚代丙烯酰胺中的至少一种。高分子材料更优选的含量为5-30wt％，相应的控制水的含量。水凝胶中含水量过高，影响柔性垫片的成型性和机械稳定性；含水量过低则导致黏度过大对喷涂参数要求更为苛刻，影响工艺稳定性。
92.以喷墨打印方式原位制备基于多功能水凝胶材料的柔性垫片，同血糖传感电极的微针阵列基体的整体工艺高度契合，保障了工艺的高效性和重复性/一致性。
93.微针阵列基体直接接触测试皮肤，会引入多种干扰，包括由于温度、湿度变化、表面电荷和运动引起的测试伪影，进而对血糖精准测试实验结果造成影响。柔性垫片原位附着于微针阵列血糖传感电极表面，起到绝缘图案导电层作用，保持传感信号稳定，避免环境干扰，有益于实现血糖的精准传感。
94.水凝胶的柔性垫片与人体皮肤具有良好的贴合性，能够在一定程度上隔绝人体皮肤表面(如汗液、温度波动、运动伪影、表面电荷等)的影响；同时，水凝胶也是一种理想敷料，在微针阵列血糖传感电极透皮后，对形成的微孔洞创面具有湿性愈合作用，抑制过敏、炎症反应，促进电极移除后皮肤的恢复。
95.在柔性垫片中添加纳米银颗粒作为有效的抗菌剂，同时生物相容性良好，可抑制传感电极-皮肤界面的细菌代谢。
96.性能测试
97.测试例1：
98.检测本发明提供的血糖传感电极的离体工作性能，具体过程及结果如下：
99.在去离子水中加入葡萄糖配置溶液，针对整个葡萄糖溶液的添加过程，采用本发明提供的血糖传感电极进行体外实验测试。首先以1mm为梯度，使得葡萄糖浓度从0mm开始
增加至10mm，随后，再以5mm为梯度，葡萄糖浓度从10mm增加至20mm。每次葡萄糖加入到溶液后，利用磁子搅拌1分钟后，利用便携式电化学工作站，测定溶液葡萄糖水平，每次采集持续时间30秒，采集的电流信号为微针阵列中所有微针组成(左图)，微针阵列中某特定单根微针组成(右图)，实现整体及局部的葡萄糖传感的测试。
100.如图7所示，实验结果表明：所有微针和某特定单根微针血糖传感电极测量的葡萄糖浓度数据准确，且在采集的持续时间内稳定性高。
101.测试例2：
102.检测本发明提供的血糖传感电极的模拟在体工作性能，具体过程及结果如下：
103.分别在以2mm为梯度从0mm开始至10mm葡萄糖琼脂培养基中，模拟人体皮肤的血糖检测。在葡萄糖琼脂培养基的表面放置本发明提供的血糖传感电极，并用细导线将传感信号连接至便携式电化学工作站，测定琼脂培养基中葡萄糖水平，每次采集持续时间30秒。采集的电流信号为微针阵列中所有微针组成(左图)，微针阵列中某特定单根微针组成(右图)，实现整体及局部的葡萄糖传感的测试。
104.如图8所示，实验结果表明：所有微针和某特定单根微针血糖传感电极测量的葡萄糖浓度数据准确，且在采集的持续时间内稳定性高。
105.测试例3：
106.检测本发明提供的血糖传感电极的抗菌性能，具体过程及结果如下：
107.在琼脂培养基中滴加10μl的混合菌悬液(1
×
108cfu/ml的大肠埃希菌5μl和1
×
108cfu/ml金黄色葡萄球菌5μl)。将本发明提供的血糖传感电极(中间图)和无掺杂纳米银垫片的血糖传感电极(右图)分别贴附于混合菌琼脂培养基中，同时添加物混合菌的空白对照组(左图)，6小时，随后用pbs溶液冲洗电极，再将电极浸入pbs溶液中浸泡6小时。取电极浸泡液滴加于空白琼脂培养基，37℃孵育24小时后，观察培养基表面菌落的生长情况。左图无菌落出现，中图有斑点状菌落，右图的菌落已长满整个表面。
108.如图9所示，实验结果表明：本发明提供的血糖传感电极的抗菌性能，优于无纳米银掺杂柔性垫片的血糖传感。
109.通过性能测试结果表明：本发明提供的基于多通道微针阵列的多个独立微针电极的综合响应可使测量结果更精准，有效避免单个微针针尖时效或部分失效对整体传感性能的影响。同时，多个独立微针电极可实现对局部葡萄糖浓度空间分布的测量。
110.在柔性垫片中添加纳米银颗粒作为有效的抗菌剂，同时生物相容性良好，可抑制传感电极-皮肤界面的细菌代谢。
111.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作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发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。