生物医学工程文献阅读报告.pdf

生物医学工程文献 阅读报告 钟刚亮 王 强 小组成员 刘力行 侍小青 指导教师 陈靖容 小组编号 第一组 报告日期 2016.10.10 目录 1 引言与石墨烯介绍（钟刚亮） 1 1.1 引言 1 1.2 石墨烯介绍4 附文章翻译（钟刚亮）8 2 葡萄糖氧化酶（王强） 16 2.1 葡萄糖氧化酶的生产 16 2.2 葡萄糖氧化酶的改进 17 2.3 葡萄糖氧化酶与石墨烯的结合21 附文章翻译（王强）23 3 微流控芯片的实现 （刘力行）26 3.1 结构设计26 3.2 技术特点29 3.3 总结31 3.4 参考文献32 附文章翻译（刘力行）33 4 微流控设备的工艺制造与总结（侍小青）35 4.1. 微流控设备制作流程的总体介绍35 4.2 模具制造技术工艺36 4.3 设备的组装37 4.4 葡萄糖传感器的测试38 4.5 总结39 参考文献：41 附文章翻译（侍小青）42 附原文42 1 引言与石墨烯介绍 （钟刚亮） 1.1 引言 1.1.1 葡萄糖传感器面临的机遇 目前，慢性病正在变得越来越盛行，其中，糖尿病是仅次于癌症、心血管病 的第三大危险疾病。据统计，糖尿病并发症高达100 多种，是目前已知并发症最 多的一种疾病，糖尿病死亡者有一半以上是心脑血管所致，10%是肾病变所致。 临床数据显示，糖尿病发病后 10 年左右，将有30%～40% 的患者至少会发生一 种并发症，且并发症一旦产生，药物治疗很难逆转。糖尿病是一组由多病因引起 的以慢性高血糖为主要特征的终身性代谢性疾病，长期血糖增高，会导致大血管、 微血管受损，并危及心、脑、肾等，因此对人体血液中葡萄糖含量的准确快速的 测定，对于糖尿病的前期诊断和治疗有着十分重要的意义。 在过去，血糖检测的主流方法是由医院医护人员通过取样化验等得到结果， 而静脉穿刺和离心则需要训练有素的人员和设备。而今，为了实现各种慢性病病 症的实时监测，基于芯片实验室技术的及时现场护理（Point-of-care ，POC ）装 置已明显增生。POC 设备无需大量的血液样本或处理血浆，对容易获得的样品即 可进行检测，如一滴血液或唾液。葡萄糖生物传感器是一种能够简单快捷地检测 人体血液中葡萄糖浓度的方法，血糖仪是葡萄糖生物传感器中的一种应用。目前， 许多其他的POC 生物传感器已经被开发出来。 1.1.2 葡萄糖传感器面临的挑战——更加严格的标准 最近，一项国际标准要求血糖仪产生的结果的误差范围不能超过20% ，并且 美国食品与药物管理局（FDA ）正在考虑更严格的标准[1,2] 。 文献[1]：所有葡萄糖监测标准不够完善，这些规范只要求结果小于 100％的总误差 在特定误差限内，如国际标准化组织（ ISO）15197 和其他规范要求结果准确达到 95％， 没有什么意义，因为误差高达5％的结果在医学上是不可接受的，标准应该对每个测量 数据规定误差范围。 文献[2]：血糖监测器（BGM）是由管理机构是基于制造商严格测试期间的性能而批 准的。然而，在批准之后，BGM 不能保持在初始数据中实现的准确度水平。不准确的 SMBG 系统可能给患者带来显著的风险，导致不良临床结果。 1.1.3 葡萄糖传感器技术存在的问题 1、第一代血糖仪使用葡萄糖氧化酶，因为该酶能和葡萄糖进行特别的反应 并产生葡萄糖酸和过氧化氢，且产生物可以通过电流测定或颜色分析进行转换。 测量过氧化氢是很容易的，然而过氧化氢会干扰对乙酰氨基酚和抗坏血酸等电活 [3] 性分子 。 文献[3]：