【研报】医药健康行业深度研究：星火燎原如日方升-210620（47页）.pdf

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1、第一代传感器：技术难度颇高，全球仅德康攻克较好。组织间液的溶解氧与葡萄糖透过外膜进入酶层，葡萄糖分子与酶反应，产生电活性的反应产物过氧化氢和葡萄糖酸，通过铂电极测量过氧化氢的浓度，进而转化为葡萄糖的浓度。该方法的难度在于：杂质干扰：溶液中存在的电化学干扰物一般也能扩散进入电极表面，而因为第一代传感器是通过铂电极测量过氧化氢，需要约 0.6V 的相对较高的电压环境(根据Electrochemical Glucose Biosensors: Wang J数据)，在这种电压环境下，扩散进入的其它干扰物质也很容易被氧化干扰读数。因此第一代传感器的技术对于外膜的要求较高，外膜需能较好的阻挡其它有机杂质干

2、扰物(对乙酰氨基酚、尿酸等)的进入。氧气缺乏及酶过量：根据Design and in vitro studies of a needle-type glucose sensor for subcutaneous monitoring: Bindra D S，人体组织液中的氧气浓度通常比葡萄糖浓度低 2个数量级，而一代传感器又是通过组织液中的氧来进行电子传递的，从而造成传感器线性范围窄，很难满足临床需求。这一问题通常是用一层具有传质限制功能的外膜解决，也就是在膜的作用下，在酶层创造一种氧过量的的状况，确保葡萄糖浓度与氧气浓度是精确的1:1 的关系，以保证反应顺利进行，这是 CGM 检测范围能否达

3、到临床要求的关键之一，也是难度极高的一点。另外，根据皮下植入式持续血糖监测微传感器技术研究：陈玮，第一代传感器需保证酶的总活性远大于葡萄糖，使得进入的葡萄糖瞬时转化完毕，且要求氧通过外膜的速度要足够快，以便快速完成电子传递。生物相容性：植入的传感器界面需要无菌无毒，并能有效降低凝血等异体反应对传感器特性的影响。同时一代传感器因反应过程中会产生过氧化氢，其本身也属于异物，因此需要对于外膜的要求更高，并且对电极的反应速率也要有足够高的要求。基于以上诸多难点，第一代传感器技术目前全球范围内只有德康医疗实现了较好的突破，而包括美敦力及国内获批上市的 5 家国产 CGM 厂商，因外膜技术、较准算法、酶固

4、定等全部或部分技术难点尚未实现较好突破，其产品均存在传感器寿命较短(大多不超过 7 天 VS德康 G6 的 10 天)、准确度不高(MARD 值较高 VS 德康 G6 的 MARD=9.0%)、需每天指尖血较准(每天 1-4 次 VS 德康 G6 的无需指尖血较准)及大规模商业生产后的一致性及稳定性较差(因第一代技术工艺较为复杂)等痛点。第二代传感器：雅培一枝独秀，模拟厂家较少。第二代传感器利用人工氧化还原试剂代替氧气传递电子，能够从根本上解决第一代传感器存在的氧气匮乏的问题，且因直接测量葡萄糖浓度而非过氧化氢，无需铂电极(普通碳电极即可)可降低成本，且一般只需 0.2V的相对低电压即可(根据Electrochemical Glucose Biosensors: Wang J)，在这样的低电压下大多干扰物质如对乙酰氨基酚、抗坏血酸、尿酸等都不会启动，可减少非特异性电流对读数的干扰。因此，相比第一代传感器，第二代传感器的优点包括低成本、不依赖氧气、干扰物少、信号稳定，且因是第一代技术的改进及简化，二代技术在后端大规模商业化生产后的稳定性和一致性相对更容易控制。第二代传感器的技术难点在于如何挑选合适的氧化还原试剂来作为电子传递剂，因为氧化还原试剂往往存在泄露或者毒性的情况。