摘要

近日，北京大學楊莉、崔悅課題組首次展示了集成微針的Bio傳(chuan) 感器對葡萄糖的連續監測。該傳(chuan) 感器采用3D打印技術、電鍍工藝和酶固定化步驟製造。實驗結果表明，該傳(chuan) 感器與(yu) 商業(ye) blood glucose meter的檢測結果水平相當。這項研究工作有望為(wei) diabetes的連續監測和治療提供有效的途徑，同時也為(wei) 皮下電子設備的基礎研究開辟新的道路。

圖文導讀

圖1 基於(yu) 微針的生物傳(chuan) 感器整體(ti) 方案及材料表征。

該工作設計並使用麵投影微立體(ti) 光刻技術打印了9×9的微針陣列，單個(ge) 微針的結構為(wei) 錐形。微針陣列確保工作電極和皮膚之間有足夠的接觸麵積，通過減小器件尺寸，形成穩定的傳(chuan) 感器-皮膚界麵。微針Bio傳(chuan) 感器采用雙電極結構，包括普魯士藍塗層的Au工作電極和Ag/AgCl計數器/參比電極。每個(ge) 電極占據一定的微針陣列，使用磁控濺射在微針表麵鍍上Au或Ag，Ag/AgCl層由Ag層的氯化作用得到，Au電極上的普魯士藍塗層采用電鍍工藝製得。最後，將葡萄糖氧化酶固定在傳(chuan) 感器的Au工作電極上。

在皮下葡萄糖的存在下，工作電極上的酶促反應產(chan) 生H2O2，從(cong) 而產(chan) 生電流信號響應。該生物傳(chuan) 感器在緩衝(chong) 溶液、等離子體(ti) 和模擬ISF中顯示出可靠和穩定的葡萄糖檢測，微加工和電化學鍍步驟使傳(chuan) 感器能夠線性和靈敏地檢測葡萄糖，且檢測範圍得到拓寬。

圖2 微針陣列傳(chuan) 感器的製備工藝及其檢測H2O2的性能。

圖3 生物傳(chuan) 感器在不同環境下的選擇性和穩定性。

圖4 采用Bio傳(chuan) 感器對不同溶液中的葡萄糖進行體(ti) 外傳(chuan) 感。

相關(guan) 論文以題為(wei) “Continuous monitoring of diabetes with an integrated microneedle biosesensing device through 3D printing”發表於(yu) 在《微係統與(yu) 納米工程（英文版）（Microsystems & Nanoengineering）》期刊上。通訊作者是北京大學公共衛生學院楊莉研究員、北京大學材料科學與(yu) 工程學院崔悅副教授。

參考文獻：

doi.org/10.1038/s41378-021-00302-w