[發(fā)明專利]一種微針陣列生物傳感器的制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810370629.3
• 申請(qǐng)日: 2018-04-24
• 公開（公告）號(hào): CN108836354A
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔣樂倫;高潔;易長青
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/145
• 分類號(hào): A61B5/145
• 代理公司: 廣州市科豐知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44467
• 代理人: 龔元元

本發(fā)明公開了一種微針陣列生物傳感器的制備方法，包括：制作具有粗糙表面的可導(dǎo)電的微針陣列；在所述微針陣列的粗糙表面修飾生物識(shí)別分子；在修飾了所述生物識(shí)別分子的微針陣列表面添加可降解高分子材料。該微針陣列生物傳感器中的微針陣列具有粗糙表面，有助于穿刺過程中對(duì)修飾于微針陣列表面的生物識(shí)別分子的保護(hù)，并且微針陣列外層添加的可降解高分子材料還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生物識(shí)別分子的二次保護(hù)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程領(lǐng)域，具體地說是涉及一種微針陣列生物傳感器的制備方法。

背景技術(shù)

微針陣列生物傳感器是在微針陣列表面修飾生物識(shí)別分子，在在體檢測中，微針陣列生物傳感器穿刺進(jìn)入皮膚之后，生物識(shí)別分子與體液直接接觸，生物識(shí)別分子會(huì)特異性的與組織液中的生物分子進(jìn)行特異性結(jié)合，同時(shí)產(chǎn)生電子，將生物分子的濃度以電信號(hào)的形式表示出來。

采用微針陣列生物傳感器進(jìn)行在體檢測具有對(duì)人體皮膚傷害小、無痛或微痛、皮膚在短時(shí)間內(nèi)即可恢復(fù)原狀、微針陣列插入到人體真皮層不會(huì)造成生物淤積等優(yōu)勢。例如，在體檢測中常見的血糖檢測，將微針陣列生物傳感器用于血糖檢測不需要進(jìn)行采血，可直接測量組織液中的葡萄糖含量，組織液中的葡萄糖含量和血液中的血糖含量基本相同，只是有5-10分鐘的延遲，而若采用市場上常見的血糖儀進(jìn)行血糖檢測，患者需要通過指尖取血的方法隨時(shí)隨地的測量血糖，但是指尖取血時(shí)會(huì)產(chǎn)生痛感，而且指尖取血的傷口不能在數(shù)分鐘內(nèi)恢復(fù)，容易造成感染。

雖然微針陣列生物傳感器可以用于在體檢測，但傳統(tǒng)用于制作微針陣列的材料主要是金屬、單晶硅和聚合物，單晶硅微針陣列脆性較大，導(dǎo)致微針容易斷裂。聚合物微針陣列強(qiáng)度不夠大，不易刺破角質(zhì)層，金屬微針陣列發(fā)展得比較成熟，安全性也具有一定保證，但是這幾種微針陣列都具有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即制備的微針陣列都為光滑表面，在穿刺過程中修飾于微針陣列表面的生物識(shí)別分子會(huì)因摩擦力而脫落，造成進(jìn)入到體內(nèi)的微針陣列不能達(dá)到在體檢測的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于制備一種微針陣列生物傳感器，該微針陣列生物傳感器中的微針陣列具有粗糙表面，粗糙表面可以對(duì)微針陣列表面所修飾的生物識(shí)別分子起到保護(hù)作用，在穿刺過程中不會(huì)因?yàn)槟Σ亮Φ淖饔枚竺娣e脫落，有助于穿刺過程中對(duì)修飾于微針陣列表面的生物識(shí)別分子的保護(hù)，并且微針陣列外層添加的可降解高分子材料還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生物識(shí)別分子的二次保護(hù)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種微針陣列生物傳感器的制備方法，包括：制作具有粗糙表面的可導(dǎo)電的微針陣列；在所述微針陣列的粗糙表面修飾生物識(shí)別分子；在修飾了所述生物識(shí)別分子的微針陣列表面添加可降解高分子材料。

采用上述方法制備而成的微針陣列生物傳感器，用于在體檢測，其外層的可降解高分子材料會(huì)在微針穿刺進(jìn)入皮膚真皮層的數(shù)分鐘內(nèi)溶解，暴露出生物識(shí)別分子，生物識(shí)別分子會(huì)與組織液中的生物分子進(jìn)行特異性結(jié)合，同時(shí)產(chǎn)生電子，將生物分子的濃度以電信號(hào)的形式表示出來。

進(jìn)一步的，制作具有粗糙表面的可導(dǎo)電的微針陣列的方法包括3D打印、光刻刻蝕。3D打印是根據(jù)需要使用軟件作圖，再在3D打印機(jī)上進(jìn)行打印，打印出的表面是均勻粗糙度，光刻刻蝕是光刻膠在紫外光的作用下凝固，形成粗糙的微針陣列表面。優(yōu)選的，由于激光打孔產(chǎn)生的表面粗糙度明顯，采用激光打孔制備微針陣列模具，在制備微針陣列模具的過程中在所述微針陣列模具內(nèi)腔上形成梯度粗糙表面；將導(dǎo)電高分子材料澆注于所述微針陣列模具中，脫模形成具有粗糙表面的可導(dǎo)電的微針陣列。

具體的，采用激光打孔制備微針陣列模具中提及的微針陣列模具的材料可以為鋁片，在采用激光打孔制備微針陣列模具的過程中，打孔速度為100～1000mm/s，打孔次數(shù)為100～2000次時(shí)，激光打孔的圓盤直徑為0.2mm，圓盤陣列的長為6.8mm，寬為6.8mm，圓盤陣列的直徑為0.2mm，陣列橫向間距為0.6mm，縱向間距為0.6mm，12×12陣列。