本發(fā)明涉及可穿戴傳感，尤其涉及一種用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片及其制備方法與應用。

背景技術：

1、隨著人口老齡化趨勢的加劇和慢性疾病的普遍增加，人們對健康的重視程度不斷增強，如心血管疾病、肥胖、糖尿病等，這些疾病往往與不良的生活習慣和缺乏有效的健康監(jiān)測有關，健康管理成為了個人追求幸福生活的重要組成部分。傳統(tǒng)的健康監(jiān)測方法通常需要在醫(yī)院或診所進行，只能得到短暫的監(jiān)測數(shù)據(jù)，通常也比較大、笨重，不能隨時隨地進行監(jiān)測，存在著時間和空間限制，無法對個體的健康狀態(tài)進行實時監(jiān)測和分析。因此，需要一種便捷、高效的健康監(jiān)測工具來滿足人們的需求?？纱┐骷夹g作為近年來快速興起的一種創(chuàng)新技術，以其小巧、便攜、智能化的特點，成為了健康監(jiān)測的熱門選擇。可穿戴健康監(jiān)測傳感器結合了傳感器技術、物聯(lián)網(wǎng)技術和云計算技術，能夠實時監(jiān)測個體的生理參數(shù)和活動狀態(tài)，并通過數(shù)據(jù)分析提供個性化的健康管理建議。

2、可穿戴電化學傳感器是一種集成了電化學傳感技術和可穿戴設備的新型傳感器，它可以實時監(jiān)測人體生理指標、環(huán)境參數(shù)或化學物質，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街悄苁謾C或其他設備上進行分析和處理。這種傳感器通常以柔性、舒適的方式與人體接觸，可以隨著身體的運動而自由彎曲，適合長時間佩戴。它可以用于監(jiān)測血液中的生物標志物、葡萄糖水平、電解質濃度等生理指標，也可以用于檢測環(huán)境中的污染物或化學物質。通過將電化學傳感器與可穿戴設備結合，人們可以更方便地實時監(jiān)測自己的健康狀況，及時采取行動。這對于慢性疾病管理、運動員的生理監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測等領域都具有重要意義。隨著材料科學、納米技術和醫(yī)療技術的不斷進步，可穿戴電化學傳感器將會有更廣泛的應用前景。

3、糖尿病是一種慢性疾病，早期往往沒有明顯的癥狀，因此很難被及時診斷，通過監(jiān)測汗液中的葡萄糖濃度，可以在疾病發(fā)生前期就發(fā)現(xiàn)血糖異常的跡象，提供早期預警作用。傳統(tǒng)的血液采樣需要穿刺取血，使得患者比較痛苦，存在不便等缺點。而汗液中葡萄糖的監(jiān)測是一種非侵入性的方法，更適合于大規(guī)模的早期篩查工作。近年來的研究發(fā)現(xiàn)，汗液中葡萄糖濃度與血液中的葡萄糖濃度之間存在一定的相關性。這意味著通過分析汗液中的葡萄糖濃度，可以間接反映出人體內(nèi)部的血糖狀況，為健康監(jiān)測提供了新的思路。

4、因此，開發(fā)一種可為糖尿病提供早期預警，且可非入侵性監(jiān)測的葡萄糖檢測可穿戴電化學分析設備具有重要意義。

技術實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明提供了一種用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片及其制備方法與應用，以解決傳統(tǒng)的血液采樣需要穿刺取血，使得患者比較痛苦，存在不便等缺點，且現(xiàn)有方法無法對糖尿病進行早期預警等問題。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：

3、本發(fā)明提供了一種用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片，所述可穿戴貼片包括由內(nèi)至外依次設置的粘合層、微流體通道、電化學葡萄糖生物傳感器、溫度傳感器和電熱薄膜。

4、作為優(yōu)選，所述粘合層的材料為雙面膠。

5、作為優(yōu)選，所述微流體通道的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述微流體通道包括汗液富集區(qū)、汗液通道、汗液分析區(qū)和排汗口，汗液富集區(qū)和汗液分析區(qū)通過汗液通道相連；汗液富集區(qū)和汗液分析區(qū)獨立的為直徑為0.3～1cm的通孔；汗液通道的寬度獨立的為0.03～0.05cm。

6、作為優(yōu)選，所述電化學葡萄糖生物傳感器的制備，包括如下步驟：

7、(1)以聚酰亞胺作為電極基材，導電油墨作為工作電極和對電極，ag/agcl作為參比電極，通過絲網(wǎng)印刷得spe膜電極；

8、(2)對spe膜電極順次進行活化、除雜和恒電位沉積，得碳/普魯士藍電極；

9、(3)將殼聚糖-葡萄糖氧化酶溶液滴鑄于電極碳/普魯士藍電極進行恒電位沉積的表面，得電化學葡萄糖生物傳感器。

10、作為優(yōu)選，所述活化的方法為循環(huán)伏安法；所述活化所用試劑為硫酸；所述恒電位沉積所用試劑為普魯士藍溶液，普魯士藍溶液為由k4[fe(cn)6]、fecl3、kcl和hcl組成的水溶液，普魯士藍溶液中k4[fe(cn)6]的濃度為2～2.5mmol/l、fecl3的濃度為2～2.5mmol/l、kcl的濃度為0.1～0.3mol/l、hcl的濃度為0.1～0.3mol/l；所述恒電位沉積所用參比電極為ag/agcl，所用對電極為pt；所述恒電位沉積的電位為0.4～0.6v，恒電位沉積的時間為360～380s。

11、作為優(yōu)選，所述殼聚糖-葡萄糖氧化酶溶液由葡萄糖氧化酶溶液和殼聚糖溶液按1：1～1.5的體積比配置得到；葡萄糖氧化酶溶液為葡萄糖氧化酶的pbs溶液，葡萄糖氧化酶溶液的濃度為8～12mg/ml；殼聚糖溶液為殼聚糖的醋酸溶液，殼聚糖溶液的質量分數(shù)為0.5～2％。

12、作為優(yōu)選，所述電熱薄膜的制備，包括如下步驟：

13、將銀納米線懸浮液通過真空抽濾富集于濾膜上，得到濾膜片；以聚酰亞胺為基材，將濾膜片附著于聚酰亞胺的一個表面上，在附著濾膜片的聚酰亞胺的表面的寬度方向上涂布導電銀漿，并在聚酰亞胺的長度方向上設置電源線，得電熱薄膜。

14、作為優(yōu)選，所述銀納米線懸浮液中的銀納米線直徑為28～32nm，長度為28～32μm；所述聚酰亞胺和濾膜片的長度為4～4.5cm，寬度為2～2.5cm。

15、本發(fā)明還提供了所述用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片的制備方法，包括如下步驟：

16、將粘合層、微流體通道、電化學葡萄糖生物傳感器、溫度傳感器和電熱薄膜順次層疊制成可穿戴貼片；

17、粘合層、微流體通道、電化學葡萄糖生物傳感器、溫度傳感器和電熱薄膜獨立的通過紫外線固化uv膠結合。

18、本發(fā)明還提供了所述用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片在制備用于汗液中葡萄糖檢測的設備中的應用。

19、經(jīng)由上述的技術方案可知，與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明有益效果如下：

20、本發(fā)明所述可穿戴貼片采用柔性材料制成，并且耐高溫，能夠很好的貼合皮膚，同時，電熱薄膜可重復使用，成本較低，操作簡單，此外基于這種可穿戴貼片制備的新型葡萄糖檢測設備可非侵入式監(jiān)測汗液中的葡萄糖，采用熱刺激的方式使皮膚出汗，外加溫控模塊作為保護機制，避免了傳統(tǒng)采血方式帶來的疼痛感，在靜息狀態(tài)下也可以原位檢測汗液中的葡萄糖，是實現(xiàn)可穿戴實時監(jiān)測葡萄糖的理想平臺，在早期預防糖尿病方面具有廣闊的應用前景。

技術特征：

1.一種用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片，其特征在于，所述可穿戴貼片包括由內(nèi)至外依次設置的粘合層、微流體通道、電化學葡萄糖生物傳感器、溫度傳感器和電熱薄膜。

2.根據(jù)權利要求1所述用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片，其特征在于，所述粘合層的材料為雙面膠。

3.根據(jù)權利要求1或2所述用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片，其特征在于，所述微流體通道的材料為聚對苯二甲酸乙二醇酯；所述微流體通道包括汗液富集區(qū)、汗液通道、汗液分析區(qū)和排汗口，汗液富集區(qū)和汗液分析區(qū)通過汗液通道相連；汗液富集區(qū)和汗液分析區(qū)獨立的為直徑為0.3～1cm的通孔；汗液通道的寬度獨立的為0.03～0.05cm。

4.根據(jù)權利要求3所述用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片，其特征在于，所述電化學葡萄糖生物傳感器的制備，包括如下步驟：

5.根據(jù)權利要求4所述用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片，其特征在于，所述活化的方法為循環(huán)伏安法；所述活化所用試劑為硫酸；所述恒電位沉積所用試劑為普魯士藍溶液，普魯士藍溶液為由k4[fe(cn)6]、fecl3、kcl和hcl組成的水溶液，普魯士藍溶液中k4[fe(cn)6]的濃度為2～2.5mmol/l、fecl3的濃度為2～2.5mmol/l、kcl的濃度為0.1～0.3mol/l、hcl的濃度為0.1～0.3mol/l；所述恒電位沉積所用參比電極為ag/agcl，所用對電極為pt；所述恒電位沉積的電位為0.4～0.6v，恒電位沉積的時間為360～380s。

6.根據(jù)權利要求4或5所述用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片，其特征在于，所述殼聚糖-葡萄糖氧化酶溶液由葡萄糖氧化酶溶液和殼聚糖溶液按1：1～1.5的體積比配置得到；葡萄糖氧化酶溶液為葡萄糖氧化酶的pbs溶液，葡萄糖氧化酶溶液的濃度為8～12mg/ml；殼聚糖溶液為殼聚糖的醋酸溶液，殼聚糖溶液的質量分數(shù)為0.5～2％。

7.根據(jù)權利要求1、2、4或5所述用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片，其特征在于，所述電熱薄膜的制備，包括如下步驟：

8.根據(jù)權利要求7所述用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片，其特征在于，所述銀納米線懸浮液中的銀納米線直徑為28～32nm，長度為28～32μm；所述聚酰亞胺和濾膜片的長度為4～4.5cm，寬度為2～2.5cm。

9.權利要求1～8任一項所述用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

10.權利要求1～8任一項所述用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片在制備用于汗液中葡萄糖檢測的設備中的應用。

技術總結
本發(fā)明屬于可穿戴傳感技術領域，本發(fā)明公開了一種用于汗液中葡萄糖檢測的可穿戴貼片及其制備方法與應用。所述可穿戴貼片包括由內(nèi)至外依次設置的粘合層、微流體通道、電化學葡萄糖生物傳感器、溫度傳感器和電熱薄膜。所述可穿戴貼片采用柔性材料制成，并且耐高溫，能夠很好的貼合皮膚，同時，電熱薄膜可重復使用，成本較低，操作簡單?；谶@種可穿戴貼片制備的新型葡萄糖檢測設備可非侵入式監(jiān)測汗液中的葡萄糖，采用熱刺激的方式使皮膚出汗，外加溫控模塊作為保護機制，避免了傳統(tǒng)采血方式帶來的疼痛感，在靜息狀態(tài)下也可以原位檢測汗液中的葡萄糖，是實現(xiàn)可穿戴實時監(jiān)測葡萄糖的理想平臺，在早期預防糖尿病方面具有廣闊的應用前景。

技術研發(fā)人員：劉玉婷,余鎮(zhèn)重
受保護的技術使用者：寧波大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/26