[發明專利]葡萄糖傳感器

有效

• 申請號: 201580029708.2
• 申請日: 2015-06-02
• 公開（公告）號: CN107072601B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: I·弗雷澤;T·克勞茲布切爾
• 申請（專利權）人: 弗勞恩霍夫應用研究促進協會
• 主分類號: A61B5/1459
• 分類號: A61B5/1459;A61B5/1495;A61B5/145;A61B5/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 李輝;呂俊剛

本發明涉及一種用于測定血液中或組織液中的葡萄糖值的方法，并且涉及一種葡萄糖傳感器，該葡萄糖傳感器包括：導管(50)，該導管(50)在其遠端(52)的區域中具有一個或更多個開口(54)；第一光波導(56)，該第一光波導(56)被布置在所述導管中并且在所述光波導的遠端(58)處包括耦合表面(60)；測量探頭(62)，該測量探頭(62)被布置在所述導管(50)的遠端(52)的區域中，并且被耦合到所述第一光波導(56)的耦合表面(60)，并且具有布置成與所述第一光波導的耦合表面相對的鏡子(66)以及在所述第一光波導的耦合表面與所述鏡子之間的檢測室(64)；檢測室(64)中的用于葡萄糖的檢測液；以及膜，所述膜至少密封填充有檢測液的檢測室(64)并且具有最大20kDA的分離能力。

技術領域

本發明涉及用于測定血液中或組織液中的葡萄糖值，尤其是人或動物體的活體內測定葡萄糖值的葡萄糖傳感器以及方法。

背景技術

在實踐中，葡萄糖濃度的測量通常通過葡萄糖的酶促轉化并隨后檢測在轉化反應期間釋放并與葡萄糖濃度成比例的過氧化氫、或消耗的氧(例如通過顏色變化反應、熒光測量或電化學測定)來間接地進行。為此，例如，首先將血液樣品放置在測試條上。基于葡萄糖的酶促轉化的這種測量的缺點是其僅能間斷地進行，并因此需要經常重復，并且測試條只能使用一次。還存在一種基于葡萄糖的酶促轉化的借助于植入的、酶功能化的傳感器表面的準連續測量。但是這種傳感器的壽命受酶的逐漸消耗的限制。此外，酶的消耗需要每隔一定時間(一天幾次)重新調整或校準傳感器。最后，這種類型的最佳傳感器在相關測量范圍內的精度為約50至250mg/dl，平均絕對誤差(MARE)小于10％。

DE 10 2009 010 955A1規定了一種用于借助于光譜法測定人血液中的葡萄糖或果糖形式的血糖值的方法和測量裝置。提出在人體中植入光學、單片、小型化的光譜儀，所述光譜儀具有測量光纖形式的測量單元并通過其光纖端直接引入人的血流中。測量光纖在其遠端處具有不斷地被血液沖洗的凹部，并且在其相對的近端處具有連接到導光盤的耦合部位。導光盤與硅盤形成一個單元，在該單元上布置有評估單元。評估單元評估測量數據、存儲測量數據或通過遙測技術將該測量數據發送到胰島素泵或心率監視器以便顯示。這種布置記錄了人的血流中的散射光的逸出吸收光譜(remitted absorption spectrum)，根據該逸出吸收光譜確定血糖值和/或其它血液值。該方法和測量裝置的缺點尤其在于，測量光纖中的凹部形成預定斷裂點，并且增加了在患者的不當操作或不小心移動期間測量光纖的末端斷裂進入血流并危及患者的風險。另一個缺點是血液中的吸收測量可能受到諸如血細胞在凹部的區域中的累積的其它效應的影響，這將損害葡萄糖檢測精度。文獻US 2009/0088615A1教導了相同的測量原理。

此外，如在L.Ben Mohamadi等人的文章“A minimally invasive chip basednear infrared sensor for continuous glucose monitoring”(Proc.of SPIE Vol.842784270K-1)中所描述的，已經存在發明人參與的借助測量近紅外光譜中的差分吸光度進行的葡萄糖測定的研究。在該方法中，灌流液借助于透析泵通過皮下或靜脈內應用的透析針(導管)被泵送穿過半透膜(通常具有20kDa的分離能力)，所述半透膜不能透過血細胞和較大的脂肪或蛋白質分子，但是對于灌注液和葡萄糖可以，葡萄糖是從血液或組織液擴散到灌注液中。將如此獲得的樣品(分析物)運送到具有紅外光源和光敏檢測器(GaAs光電二極管)的微流體芯片中，其中，將取決于葡萄糖濃度的NIR吸收的變化與填充有純液體的參考單元處的參考測量值進行比較。這種所謂的吸收差異測量提供了具有大約5％的平均絕對相對誤差(MARE)的測量精度。該測量方法的缺點是(除別的以外)一方面分析物的采樣點(即，透析針)與另一方面檢測單元之間的較大距離連同灌注液中葡萄糖充分積累所需的灌注液/分析物的低流速。這通常導致從采樣到評估的約10分鐘的時間延遲。此外，為了在相同的外部(尤其是熱)條件下操作測量單元和參考單元，使得任何差異都不會不利地影響測量結果，需要相當大的費用。文獻DE 20 2007 019 544U1教導了相同的測量原理。

發明內容