本發(fā)明涉及一種血糖濃度檢測裝置，尤其涉及一種親和型的血糖濃度檢測裝置及檢測方法。

背景技術(shù)：

糖尿病影響著中國將近一億的患者，糖尿病由體內(nèi)胰島素絕對(duì)或相對(duì)缺乏引起的血液中葡萄糖濃度升高所致，進(jìn)而大量的糖從尿液中排出，人體則呈現(xiàn)出多飲、多尿、多食、消瘦、頭暈、乏力等癥狀，其并發(fā)癥是導(dǎo)致失明、末期腎病等的主要原因，糖尿病目前尚沒有根治的辦法。糖尿病已成為當(dāng)今世界威脅人類健康的嚴(yán)重疾病之一。

然而血糖檢測裝置仍需要有很大的改進(jìn)。密切監(jiān)測和調(diào)節(jié)血糖濃度可大幅(50％以上)降低糖尿病并發(fā)癥的發(fā)生率。對(duì)葡萄糖濃度進(jìn)行高頻率不間斷測量的連續(xù)葡萄糖監(jiān)測(cgm)，是監(jiān)測血糖濃度的最有效辦法。

申請?zhí)枮閏n201410205838.4的發(fā)明專利《一種透射式無創(chuàng)血糖檢測裝置》，提出一種透射式無創(chuàng)血糖的檢測裝置及方法，該發(fā)明采用光透射手指，利用光電檢測器檢測光學(xué)信號(hào)同時(shí)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，進(jìn)而對(duì)電信號(hào)放大、解調(diào)、分析和計(jì)算得到血糖濃度，優(yōu)點(diǎn)在于其無創(chuàng)，然而其缺點(diǎn)在于：從體外采集數(shù)據(jù)不能真正接觸血液本身，誤差較大，測量周期較長。

申請?zhí)枮閏n201310751879.9的發(fā)明專利《一種血糖檢測裝置及其制備方法》，提出一種基于顯色試紙的血糖檢測裝置，通過檢測顯色試紙的顯色情況判斷血糖的濃度，優(yōu)點(diǎn)在于：采用面取血的辦法，取血?jiǎng)?chuàng)傷較小，測量準(zhǔn)確度較高， 缺點(diǎn)在于：每次檢測人體血糖濃度都要采血，比較麻煩，且測量周期較長。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述血糖檢測的缺點(diǎn)，解決檢測周期長等問題，本發(fā)明的目的是提供一種親和型的血糖濃度檢測裝置，可嵌入人體內(nèi)，不需要采血，且該裝置半透膜的作用不僅是允許血糖分子進(jìn)出，還作為場效應(yīng)電容層的一部分，由脈搏振動(dòng)迫使其振動(dòng)，不需要外界額外提供動(dòng)力。該裝置可實(shí)現(xiàn)連續(xù)葡萄糖監(jiān)測，且穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性高，響應(yīng)速度快。

本發(fā)明解決問題所采用的技術(shù)方案為：一種親和型的血糖濃度檢測裝置，其裝置包括：差分式mos結(jié)構(gòu)，外部封裝材料和外部數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，其特征在于差分式mos結(jié)構(gòu)包括左邊mos結(jié)構(gòu)、右邊mos結(jié)構(gòu)，裝載有親糖聚合物的左邊場效應(yīng)電容層、右邊場效應(yīng)電容層，左邊半透膜、右邊半透膜，一塊水凝膠，其左邊mos結(jié)構(gòu)和右邊mos結(jié)構(gòu)包括自下而上的一塊長方體硅襯底，位于硅襯底對(duì)角四分之一處及四分之三處的左邊背柵極和右邊背柵極，覆蓋除左邊場效應(yīng)電容層和右邊場效應(yīng)電容層以外的整個(gè)襯底的氧化層和覆蓋整個(gè)氧化層的呈“回”字形狀的金屬層，其裝載有親糖聚合物的左邊場效應(yīng)電容層和右邊場效應(yīng)電容層由下方的硅襯底，中間的氧化層和上方的左邊半透膜，右邊半透膜組成，其左邊半透膜和右邊半透膜分別位于左邊場效應(yīng)電容層和右邊場效應(yīng)電容層的正上方且位于金屬層下方，其水凝膠位于右邊半透膜正上方，金屬層的下方，大小與右邊半透膜相等，其外部封裝材料覆蓋除左邊背柵極和右邊背柵極垂直往上空間的整個(gè)裝置表面，其外部數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)正對(duì)于差分式mos結(jié)構(gòu)，包括外部天線和無線供電裝置。

所述的血糖檢測裝置中左邊半透膜和右邊半透膜為石墨烯，孔徑大小均為 5nm。

所述的血糖檢測裝置中親糖聚合物是聚3-丙烯酰胺苯硼酸-丙烯酰胺。

所述的血糖監(jiān)測裝置中外部封裝材料為親和型材料su-8。

所述的血糖檢測裝置中其檢測方法是：首先利用血糖分子透過左邊半透膜和右邊半透膜進(jìn)入左邊場效應(yīng)電容層和右邊場效應(yīng)電容層與親糖聚合物發(fā)生可逆的特異性結(jié)合，使左邊場效應(yīng)電容層和右邊場效應(yīng)電容層內(nèi)親糖聚合物的粘滯系數(shù)發(fā)生改變，并采用差分式補(bǔ)償以消除非粘滯系數(shù)改變帶來的影響，然后利用脈搏跳動(dòng)迫使左邊半透膜振動(dòng)使得左邊場效應(yīng)電容層厚度發(fā)生改變，并建立起左邊半透膜的振幅與由于左邊場效應(yīng)電容層厚度改變而改變的漏源電流值的關(guān)系，最后通過外部數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)檢測在固定柵壓下的漏源電流值達(dá)到檢測血糖濃度的目的。

所述的血糖檢測方法中半透膜振動(dòng)為利用脈搏跳動(dòng)迫使半透膜做同頻率振動(dòng)。

所述的血糖檢測方法中差分方式補(bǔ)償為檢測到的左邊的漏源電流與右邊的漏源電流的差值的絕對(duì)值作為漏源電流補(bǔ)償值。

所述的血糖檢測方法中可逆的特異性結(jié)合為親糖聚合物只與血糖分子反應(yīng)且反應(yīng)過程可逆。

所述的血糖檢測方法中漏源電流值為左邊的漏源電流減去漏源電流補(bǔ)償值。

由于采用上述方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)石墨烯既作為允許血糖分子進(jìn)入場效應(yīng)電容層而不允許親糖聚合物進(jìn)入血液中的半透膜，又作為場效應(yīng)電容層的一部分組成，利用脈搏跳動(dòng)迫使 其振動(dòng)無需單獨(dú)提供動(dòng)力，優(yōu)化了自身結(jié)構(gòu)。

(2)利用差分式補(bǔ)償有效消除非粘滯系數(shù)改變帶來的影響，抑制檢測信號(hào)的漂移。

(3)實(shí)現(xiàn)血糖的連續(xù)檢測，且穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性高，響應(yīng)速度快。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。

圖1是該血糖檢測裝置的結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖2是該血糖檢測裝置的差分式mos結(jié)構(gòu)剖面示意圖。

圖3是該血糖檢測裝置的襯底和背柵極側(cè)視圖。

圖4是該血糖檢測裝置的氧化層和半透膜側(cè)視圖。

圖5是該血糖檢測裝置的差分式mos結(jié)構(gòu)和外部封裝材料側(cè)視圖。

圖6是該血糖檢測方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

圖1至圖5中，一種親和型的血糖濃度檢測裝置，其裝置包括：差分式mos結(jié)構(gòu)10，外部封裝材料20和外部數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)30，其特征在于差分式mos結(jié)構(gòu)包括左邊mos結(jié)構(gòu)101、右邊mos結(jié)構(gòu)102，裝載有親糖聚合物的左邊場效應(yīng)電容層103、右邊場效應(yīng)電容層104，左邊半透膜105、右邊半透膜106，一塊水凝膠107，其左邊mos結(jié)構(gòu)101和右邊mos結(jié)構(gòu)102包括自下而上的一塊長方體硅襯底1011，位于硅襯底對(duì)角四分之一處及四分之三處的左邊背柵極1012和右邊背柵極1021，覆蓋除左邊場效應(yīng)電容層103和右邊場效應(yīng)電容層104以外的整個(gè)硅襯底1011的氧化層1013和覆蓋整個(gè)氧化層1013的呈“回” 字形狀的金屬層1014，其裝載有親糖聚合物的左邊場效應(yīng)電容層103和右邊場效應(yīng)電容層104由下方的硅襯底1011，中間的氧化層1013和上方的左邊半透膜105，右邊半透膜106組成，其左邊半透膜105和右邊半透膜106分別位于左邊場效應(yīng)電容層103和右邊場效應(yīng)電容層104的正上方且位于金屬層1014下方，其水凝膠107位于右邊半透膜106正上方，金屬層1014的下方，大小與右邊半透膜106相等，其外部封裝材料20覆蓋除左邊背柵極1012和右邊背柵極1021垂直往上空間的整個(gè)裝置表面，其外部數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)30正對(duì)于差分式mos結(jié)構(gòu)10，包括外部天線和無線供電裝置。

圖6中，一種親和型血糖濃度檢測裝置的檢測方法：首先利用血糖分子透過左邊半透膜105和右邊半透膜106進(jìn)入左邊場效應(yīng)電容層103和右邊場效應(yīng)電容層104與親糖聚合物發(fā)生可逆的特異性結(jié)合，使左邊場效應(yīng)電容層103和右邊場效應(yīng)電容層104內(nèi)親糖聚合物的粘滯系數(shù)發(fā)生改變，并采用差分式補(bǔ)償以消除非粘滯系數(shù)改變帶來的影響，然后利用脈搏跳動(dòng)迫使左邊半透膜105振動(dòng)使得左邊場效應(yīng)電容層103厚度發(fā)生改變，并建立起左邊半透膜105的振幅與由于左邊場效應(yīng)電容層103厚度改變而改變的漏源電流值的關(guān)系，最后通過外部數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)30檢測在固定柵壓下的漏源電流值達(dá)到檢測血糖濃度的目的。將該血糖檢測方法應(yīng)用于該血糖檢測裝置，只需要通過采集漏源電流變化量，經(jīng)外部數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)30處理即可獲得血糖濃度，可實(shí)現(xiàn)體內(nèi)血糖濃度連續(xù)檢測，穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性高，響應(yīng)速度快。