济南玻璃叉指电极

随着全球糖尿病患者的增多，全球血糖仪的市场也逐渐庞大，达到了近 200 亿美元，在国内的血糖仪市场中，外国企业拥有优势，其中以强生，罗氏，雅培这几个常见品牌为首占据了超六成的市场份额，国产品牌以三诺，硅基动感为主，近年鱼跃医疗也逐步开始进入血糖市场。1968年血糖仪被发明之后，血糖仪技术逐步完善，经历了如水洗式、擦血式血、比色法、电化学法等几代的技术更新，并开始向可穿戴式连续血糖仪发展。如今，市面上使用的自测血糖仪大多是电化学法血糖仪，而近年来科技的进步，智能化的可穿戴式设备也逐步被普及，随着人们养生意识的强化和对健康生活方式的追求，可穿戴式生命健康设备的需求量也在迅速提高，现在的血糖仪研究也开始向多部位血糖仪的方向发展，旨在实现对血糖变化数据的实时监测。连续血糖检测技术能提供随时间变化的血糖浓度曲线，并能预测血糖浓度下一时刻的变化趋势。叉指电极采用微电子机械系统(MEMS)工艺制备，集成结构为叉指阵列分布的工作电极和对电极。济南玻璃叉指电极

三电极微针阵列血糖浓度传感器属于一种酶生物传感器，将生物酶和电极相结合来测定酶底物的浓度，随着世界上首支葡萄糖氧化酶电极被研制出，学术界开始重视酶生物传感器的研究并取得了迅速发展。酶生物传感器以酶作为生物敏感基件，可以根据各种化学或物理信号转换系统，计量得出目标测量物与酶反应产生的与目标测量测量浓度成比例关系的某种形式的信号，从而根据反应所测得的信号实现对目标物进行定量检测的目的。相较于其他类型的生物传感器，这种酶固化方法将酶直接固定在金属或半导体电极的表面形成固化膜，由于酶具有专属反应特性，有着很高的选择性，同时具有不溶性酶的优点和电化学电极的灵敏度。济南玻璃叉指电极借助微纳米加工技术，可根据功能要求设计并制备出具有良好性能的微纳米化结构、器件和装置。

MEMS加工技术主要包括光刻、镀膜和刻蚀。光刻是将掩模板上的图形通过光刻胶转移到衬底上，主要分为紫外光刻和电子束光刻两类。紫外光刻中，通常光刻胶旋涂在需要被刻蚀的加工层上，掩模板压在光刻胶上，在紫外光曝光下，透光区和不透光区的光刻胶发生相反的反应，显影后形成所需要的图形，紫外光刻分为接触式和步进式。电子束光刻中无需光刻板，避免了光散射的缺点，能提高光刻的精度，通常在10nm以上，高于紫外光刻微米级的精度。镀膜是将材料沉积在基底上，通常镀膜的方法因材料而异。在硅工艺中，硅化合物采用等离子增强化学气相沉积(PECVD)或热生长。金属薄膜在MEMS中常用作传感电极，采用溅射或蒸发将粘附层和工作层金属均匀一致地沉积于基底上

作为人体健康的重要指标之一,葡萄糖的检测一直是研究热点。传统的葡萄糖检测主要以血液中的葡萄糖为检测对象，其优势在于待测物浓度较高，是临床诊断的金标准。但是，血糖检测的有创取样方式既会给患者带来痛苦。相比之下。组织间液中的葡萄糖检测的采集过程具有无创、连续的优点。在检测方法方面，CGM传感器多基于葡萄糖氧化酶,这种方法具有灵敏度高、选择性好的优点，但由于酶的使用易受环境温度、pH 值以及湿度等条件的影响限制了其应用。柔性叉指电极基底通常为高分子材料,具有良好的延展性和灵敏度。

心血管疾病是人类死亡的首要病因，为了有效预防，需要对患者进行实时的心电监测。心电信号能够直接反映心脏的工作状态，是发现及预防房颤、心率失常和心肌缺血等心脏异常活动的重要依据。心电叉指电极可以将人体内离子流转变为可检测的电子流信号，心电电极需要具有良好的导电性、佩戴舒适性、出色的拉伸弯曲性能，以满足皮肤的变形通常皮肤的形变量在 30%以内）以及低皮肤电极阻抗，减少心电测试过程中的噪声和运动伪影。采用纳米纤维基心电电极作为技术路径，通常由具有纳米结构的基底材料和导电材料制得，纳米纤维基心电电极主要通过静电纺丝制备，拥有良好的心电信号采集能力。将热塑性聚氨酯（TPU）与聚（苯乙烯-b-丁二烯-苯乙烯）（SBS）混合液静电纺丝制成纳米纤维网，然后化学镀银制成心电电极。微叉指电极阵列是以检测电兴奋类细胞如心肌细胞、神经网络等的电生理活动的一类细胞传感器。厦门陶瓷叉指电极

叉指电极是实现电子皮肤的重要部分。济南玻璃叉指电极

在微加工工艺中，主要采取硅、玻璃和高分子材料作为基底。硅作为一种半导体材料，具有良好的导电性能，作为叉指电极MEA基底时,需要在表面热生长一层SiO2,隔离金属层和硅基底之间的导电通路出于金属-氧化层-硅具有光电效应，对光敏感在检测中，光照在硅-SiO2 产生的光生电流能被金属电极输出到检测电路，增加信号的噪声幅度。在实验中发现，此噪声幅度可达几十到几百微伏，因此采用硅基底的 MEA 需要避光检测。相比于硅，玻璃具有良好的绝缘性、透光性和耐热性，具有成熟的加工工艺，在生物实验中便于采用倒置显微镜观察，被采用于 MEA 芯片的基底材料。为了降低成本，聚对二甲苯(Parylene)和聚酷亚胺 (Polyimide)也用来作为底材料。这些高分了材料具备良好的绝缘性，耐高温，灵活的可塑性，显示了良好的生物相容性，对细胞的活性没有明显的影响。在本实验室的实践过程中，也尝试采用PCB板加工MEA芯片，然而工艺中电极精度受到限制，电极尺寸限于80um，远远低于微加工工艺的芯片加工精度。济南玻璃叉指电极