[發明專利]一種動態連續測定體液中分析物的便攜式監測系統

在審

• 申請號: 201810880446.6
• 申請日: 2018-08-04
• 公開（公告）號: CN108982604A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 邵敏玲;李元光;張雙雙;夏桂芳
• 申請（專利權）人: 北京怡成生物電子技術股份有限公司
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/327;B01L3/00
• 代理公司: 北京漢鼎理利專利代理事務所(特殊普通合伙) 11618
• 代理人: 潘滿根

本發明提供一種動態連續測定體液中分析物的監測系統，所述監測系統包括微透析探針植入裝置、芯片測量裝置和系統控制和顯示裝置。本發明的微型生物芯片結構使得芯片的制備難度下降，制備出兩端帶伸出柱的流通型微流體芯片，使得整體連接簡便，密閉性更好。本發明監測系統中流通體系流速控制在之前的芯片電極結構控制的基礎上更進一步引入了低流速控制組件，使得系統流速控制更低，降低了對微透析探針膜植入皮下長度的要求，從而降低了對植入人員的要求。流速穩定性控制也更好。

技術領域

本發明涉及臨床樣品監測領域，尤其是涉及一種動態連續測定體液中分析物的便攜式監測系統。

背景技術

血糖變異性是一個有效的預測糖尿病并發癥風險的因子。連續實時顯示的動態血糖監測(CGM)能顯著地改善糖尿病患者的血糖變異性和更好地控制他們的血糖。血糖控制差會導致更多的糖尿病并發癥，抑郁癥，消極情緒和更差的生活質量。大量的數據顯示實時CGM顯著地改進了糖尿病患者的重要臨床指標如降低HbA1c值，減少葡萄糖變異性和低血糖發生次數，減少高或低血糖的持續時間。這些重要臨床指標的改善降低了糖尿病相關并發癥的風險,提高了糖尿病患者的生活質量。CGM是在糖尿病管理中最新及最重要的技術進展。日常使用CGM可以徹底改善目前評估和管理血糖的方法。由于對高血糖的不充分治療及相關并發癥的發生風險日益普遍，對CGM的需要更加急迫。與間隙性SMBG測試相比，CGM能使糖尿病患者更加有效地控制和調整他們的胰島素，并可以極大地幫助醫生和患者找到最佳的臨床治療方案。

目前，在CGM市場上的主導產品是以植入皮下的針型電化學傳感器為主的動態血糖監測系統(CGMS)，例如PLUS,Dexcom G4TM,REAL-Time,FreeStyle Navigator II，這些CGMS是通過植入皮下的針型電化學傳感器催化組織液中的葡萄糖產生氧化電流，該氧化電流的大小與葡萄糖濃度成正比。當指血校準值被輸入儀器后，CGMS自動根據植入傳感器校準時的電流值和輸入的校準值及儲存在該系統中相關的算法，將電流值轉換為當時的血糖值。該類監測系統的傳感器可在體內工作數天，用完后，可由使用者更換。但是，該類植入體內的傳感器會面臨著人體對外源物排異的問題，容易被體內物質迅速沉積/粘附在植入部位，由疤痕組織形成厚厚的膠囊，包裹植入的傳感器，嚴重影響它的性能，特別是準確性。植入部位留駐皮下足夠的時間后，損傷部位會經歷修復過程后形成結締層，傳感器在此過程中穩定就需要一定的預熱時間，因而目前大多數的皮下植入傳感器的CGMS都需要較長的預熱時間(例如大于2小時)。另外，機體損傷修復過程的大量細胞活動會影響植入組織的葡萄糖和氧濃度，并且包裹在植入傳感器外面的疤痕組織形成的膠囊厚度會隨植入時間而變化，影響組織液中葡萄糖向傳感器內的傳輸速率，造成植入傳感器無法接觸正常組織液，從而無法實時檢測/反映血糖濃度及變化狀態。因而此類的傳感器幾小時就需要校準一次，否則會導致監測的數據沒有任何臨床意義。這些原因都導致了該類體系很難用于醫院急救室和重癥監護室(ICU)。因為這兩個部門都需要即刻準確地對血糖的連續監測，并依賴監測的結果給予相應準確的胰島素劑量從而減少病人的發病率和死亡率。

大部分植入皮下的傳感器是依賴于組織液中氧氣作為電子受體的，而組織液中氧氣的濃度是遠低于大氣壓下氧氣的濃度的(150mmHg)，有的組織中氧氣的濃度甚至只有40mmHg。這種限制表明在組織液中氧氣的濃度比生理條件下葡萄糖的濃度低一個數量級。這對于植入型的電化學傳感器是一個很嚴重的缺陷。這類傳感器必然遭受由于氧氣含量以及氧氣與葡萄糖比率波動造成的錯誤檢測結果。該類錯誤包括傳感器響應信號的改變以及檢測上線的降低。為了傳感器在低氧氣濃度的適用性，制備的傳感器檢測電流以及檢測靈敏度都被調制得比較低。但是這不利于非常重要的低血糖預警靈敏度及傳感器的批量制備。此類傳感器多采用Pt或Pt-Ir等金屬絲作為基底電極以及對氧氣/過氧化氫的催化層，該類催化層催化電位過高(如0.6V)，導致常見電活性干擾物影響大，抗干擾性差。最后，該類CGMS由植入傳感器通過連線與貼在皮膚上的電子裝置連接，及無線接收的顯示控制儀器通訊聯結。這種設計可能導致傳感器與貼身電子裝置的連線出錯和經常出現的貼身電子裝置與無線接收的顯示控制儀器通訊失聯。