文獻標識碼： A
DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.191422
中文引用格式： 路瑤，王文廉. 以柔性導電碳布為電極基底的無酶葡萄糖檢測系統[J].電子技術應用，2020，46(6)：101-104.
英文引用格式： Lu Yao，Wang Wenlian. Enzyme-free glucose detection system based on flexible conductive carbon cloth[J]. Application of Electronic Technique，2020，46(6)：101-104.
0 引言
隨著人們生活水平的提高，糖尿病已成為威脅人類健康的世界性流行性疾病[1]。糖尿病會導致機體的損傷和組織器官的功能障礙，是一種終生性疾病，不可根治[2]。由于糖尿病患者的血糖水平需要嚴格地實時控制，因此患者的自我監測具有非常重要的意義[3]。
檢測葡萄糖的方法有光學傳感法、比色法、電化學傳感法等，其中電化學傳感法具有成本低、響應速度快、檢測限高等特點，成為檢測葡萄糖的標準[4]。傳統的人體葡萄糖檢測大多需要采集靜脈血，通過電化學法將血糖氧化反應產生的電信號轉換為血糖預測值，這種方法能快速且準確地測出人體血糖濃度。然而，痛苦的采血過程和高昂的血液檢測成本，不僅給患者帶來感染風險，也增加了患者的經濟負擔[5]。相比之下，人體汗液更易采集，且文獻研究表明，汗液分析物與血液分析物水平之間存在臨床相關性，因此可以使用人體汗液中的葡萄糖含量來估算血糖[6]。
電極及其負載物為電化學傳感器的核心。目前多為硬質電極，然而硬質電極不能貼合人體皮膚，檢測汗液并不方便，因此需要柔性電極。碳布具有良好的電子傳輸能力和極好的機械強度，且作為電極基體可以促進在電極材料上電解質的擴散，因此可被用作電化學柔性傳感電極材料[7-9]。電極的負載物可以提高電極檢測靈敏度，尤為重要。目前，葡萄糖傳感器多使用葡萄糖氧化酶為負載，雖然修飾酶以后可以明顯提高電極的選擇性和靈敏度，但是酶的成本高、固定化過程復雜、易失活而不穩定，因此酶負載電極的應用較為狹窄[10]。近年來，納米技術在分析和診斷領域應用廣泛，納米材料的合成及應用取得了較大進展[11]。貴金屬及其合金具有良好的生物相容性、穩定性，在使用中可以克服催化葡萄糖的自毒化作用，并且電極表面呈現出優異的介導能力，因此常用來代替酶而負載在電化學傳感電極上，已成為市場主導[12-13]。其中，納米金由于小尺寸效應、催化活性、易修飾等獨特特性，成為廣泛關注的熱點[14]。
基于這種形勢，設計了以MSP430單片機為控制核心、以柔性導電碳布為基底、以聚苯胺和納米金為負載物的無酶葡萄糖傳感器，用來檢測汗液中的葡萄糖含量。
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作者信息:
路 瑤，王文廉
(中北大學 儀器科學與動態測試教育部重點實驗室，山西 太原030051)