糖尿病是一种盛行缓慢代谢性疾病，具有多种临床表现和并发症，是逝世的主要原因之一。接连血糖监测可加强糖尿病办理，经过及时了解血糖水平动摇状况来调整医治计划，可削减住院次数并节省医疗费用，削减无效药物的运用然后抢救生命。微针体系在糖尿病的继续和实时监测方面有着巨大的远景，其可在不触及痛点的状况下抵达真皮，而且可以下降感染的可能性，有着更高的安全性。已有不少研讨者开发出了用于糖尿病监测的微针生物传感器。但是，这些传感器的血糖检测规模依然有限，这使得对血糖水平高的患者的监测不精确，且对实时的葡萄糖浓度的反映不行活络。此外，现在没有有相关传感器将作业电极、参比电极和计数电极集成在同一芯片中。

近来，北京大学崔悦课题组首.次展现了集成微针生物传感设备对糖尿病的接连监测。该设备选用3D打印工艺、电镀工艺和酶固定化过程制作。将该设备刺进小鼠皮肤真皮层，对正常或糖尿病小鼠皮下葡萄糖水平的监测具有精确的传感功能。检测成果与商业血糖仪的检测成果水平适当。这项研讨有望为糖尿病的监测和医治供给有用的途径，一起也为皮下电子设备的基础研讨拓荒路途。相关研讨成果以“Continuous monitoring of diabetes with an integrated microneedle biosensing device through 3D printing”为题发表于《Microsystems & Nanoengineering》。

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

图1 微针生物传感器材全体计划及资料表征。其间运用了不同设备打印了不同尺度的锥形微针阵列，如图e, f所示。图e中的微针高度约为0.8 mm，底部直径为0.4 mm，距离为0.2 mm。（SprintRay Technology Ltd., China）图f中的微针高度约为0.5 mm，底部直径为0.1 mm，距离为0.4 mm。(nanoArch S140, 摩方精细)

该作业规划并运用面投影微立体光刻技能（nanoArch S140, 摩方精细；MoonRay, SprintRay Technology Ltd.）打印了9×9的微针阵列，单个微针的结构为锥形。微针阵列保证作业电极和皮肤之间有满足的触摸面积，经过减小器材尺度，构成安稳的传感器-皮肤界面。微针生物传感器选用双电极结构，包含普鲁士蓝涂层的Au作业电极和Ag/AgCl计数器/参比电极。每个电极占有必定的微针阵列，运用磁控溅射在微针外表镀上Au或Ag，Ag/AgCl层由Ag层的氯化作用得到，Au电极上的普鲁士蓝涂层选用电镀工艺制得。最终，将葡萄糖氧化酶固定在传感器的Au作业电极上。

整个传感器构建完成后，将微针刺进小鼠皮肤真皮层。在皮下葡萄糖的存鄙人，作业电极上的酶促反响发生H2O2，然后发生电流信号呼应。该生物传感设备在缓冲溶液、等离子体和模仿ISF中显示出牢靠和安稳的葡萄糖检测，微加工和电化学镀过程使传感器可以线性和活络地检测葡萄糖，且检测规模得到拓展。进一步地，将传感器刺进小鼠皮肤真皮层，传感器在小鼠进食或被打针胰岛素的状况下，可以精确地接连实时监测皮下葡萄糖水平。

图2 微针阵列传感器的制备工艺及其检测H2O2的功能。

图3 生物传感设备在不同环境下的选择性和安稳性。

图4 用生物传感设备对不同溶液中的葡萄糖进行体外传感。

图5 用生物传感设备对小鼠皮下葡萄糖进行体内监测。