本發(fā)明涉及電化學傳感器，具體涉及一種抗污染、自愈合多肽水凝膠及電化學汗液傳感器。

背景技術(shù)：

1、生物標志物是重要的生物物理和生化參數(shù)，某些生物標志物的水平會高于或低于患者的正常水平,可作為某些生物、生理和致病過程的指標。醫(yī)學的進步與疾病的精準診斷、治療和預(yù)防能力直接相關(guān)。因此，及時并精準檢測生物標志物對預(yù)測疾病的發(fā)病和病程以及開發(fā)有效的治療藥物非常重要。生物標志物含量檢測通常要求參與者頻繁就診并耐受有創(chuàng)操作，如抽血或組織活檢等，這增加了復(fù)雜性，并阻礙了用于無癥狀疾病診斷和預(yù)后的生物標志物的含量判斷研究。研究表明，汗液和血液類似，也含有多種與疾病或健康相關(guān)的標志性化學與生物分子，包括無機離子、有機小分子、氨基酸、多肽以及蛋白質(zhì)等。

2、與間歇性和侵入性的實驗室血液或組織分析相比，可穿戴電化學皮膚汗液傳感正在成為一種用于替代血液中潛在生物標志物的新興技術(shù)，因為它可以無創(chuàng)、實時地捕獲豐富的分子信息。通過使用適當設(shè)計的可穿戴傳感器結(jié)合數(shù)據(jù)處理對分析物進行連續(xù)監(jiān)測，可以非侵入性連續(xù)追蹤，并可獲取生物標志物的含量。

3、柔性電極是實現(xiàn)可穿戴傳感器的基礎(chǔ)。相比傳統(tǒng)剛性傳感器，柔性可穿戴傳感器具有更大的延展性、靈活性、高敏感性和體積小的特點，在原位分析中表現(xiàn)出比剛性傳感器更好的性能。而就用于皮膚汗液的理想柔性電極材料，應(yīng)集汗液收集、儲存和汗液傳感為一體的生物相容性材料。由于其天然優(yōu)勢，水凝膠是理想的可穿戴材料，具有細胞外基質(zhì)類似物、大比表面積、優(yōu)越的柔韌性和耐水性等特點。與聚乙二醇、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸基水凝膠相比，非剛性多肽水凝膠特別在仿生和生物醫(yī)學應(yīng)用方面具有巨大潛力，因其結(jié)構(gòu)可調(diào)性、易調(diào)控性、高生物相容性和與人體組織相似的柔軟性。

4、然而，盡管已成功創(chuàng)建了大量基于水凝膠的人工皮膚，但是離實際應(yīng)用尚有差距，主要原因如下：

5、由于汗液成分非常復(fù)雜，大量的皮膚碎屑，蛋白和大量的人體油污，會污染和鈍化電極，導(dǎo)致傳感器的靈敏性和可靠性下降；

6、除此之外，水凝膠柔性材料不僅導(dǎo)電性和催化性能差，并且隨著皮膚彎曲、褶皺等物理活動時而發(fā)生結(jié)構(gòu)破壞或者斷裂，以及復(fù)雜的實際情況也會影響傳感數(shù)據(jù)的采集。

7、因此，研究具有抗污能力和自愈性的多肽水凝膠及電化學汗液傳感器，以適應(yīng)復(fù)雜的汗液環(huán)境和人體皮膚的生理運動，具有十分重要的意義。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種抗污染、自愈合多肽水凝膠，其按照如下的步驟制得：

2、s1、制備au-pd?nps/rgo納米復(fù)合材料；所述au-pd?nps/rgo納米復(fù)合材料是將金鈀au-pd納米顆粒負載于還原氧化石墨烯rgo上的復(fù)合材料；

3、s2、制備多肽原液；

4、s3、將au-pd?nps/rgo納米復(fù)合材料的水溶液加入到多肽原液中，制得au-pd?nps/rgo/pep復(fù)合水凝膠。

5、優(yōu)選的方案中，步驟s1的具體過程包括：

6、s11、溶液準備：準備20ml的0.05m硝酸鈀pd(no3)2水溶液和20ml的0.05m氯金酸haucl4水溶液，作為合成au-pd納米顆粒的前驅(qū)體；

7、s12、混合與ph調(diào)節(jié)：將上述兩種溶液加入到2ml濃度為10mg/ml的氧化石墨烯混懸液中，所述氧化石墨烯作為支撐材料，其表面將用于生長au-pd納米顆粒；然后加入0.1m氫氧化鈉naoh溶液調(diào)節(jié)混合物的ph至8；

8、s13、加熱與攪拌：將調(diào)節(jié)好ph的混合物在80℃下加熱，并持續(xù)攪拌35分鐘，促進前驅(qū)體鹽類在氧化石墨烯表面的還原和納米顆粒的生成；

9、s14、還原劑添加：加入0.01ml強還原劑一水肼n2h4·h2o，將氧化石墨烯轉(zhuǎn)化為還原氧化石墨烯rgo；

10、s15、納米顆粒生長：將含有au和pd前驅(qū)體的鹽溶液在80℃下繼續(xù)加熱30分鐘，使au和pd的前驅(qū)體被還原，并在rgo表面形成au-pd納米顆粒；

11、s16、后處理：制備完成后，以4000轉(zhuǎn)/分鐘的離心速度分離固體和液體相，離心15分鐘以收集沉淀物，并將收集的沉淀物在60℃的真空干燥箱中干燥加熱24小時，以去除殘留的水分和溶劑，得到干燥的au-pd?nps/rgo納米復(fù)合材料。

12、優(yōu)選的方案中，步驟s2的具體過程包括：將抗菌多肽粉150mg溶于100ml二甲基亞砜dmso中，得到多肽原液。

13、優(yōu)選的方案中，步驟s3的具體過程包括：將965μl，2mg/ml的au-pd?nps/rgo納米復(fù)合材料水溶液加入到35μl多肽原液中。

14、一種電化學汗液傳感器，其由抗污染、自愈合多肽水凝膠和電極制得。

15、本發(fā)明所達到的有益效果為：

16、第一、本發(fā)明制備的抗污染、自愈合多肽水凝膠，是含有納米復(fù)合材料au-pd?nps/rgo與多肽水凝膠的三維多孔結(jié)構(gòu)，納米復(fù)合材料au-pd?nps/rgo與多肽水凝膠之間形成的π-π堆積作用力，及多肽鏈之間的相互作用力，不僅增強了水凝膠的催化性能和導(dǎo)電性，而且提高材料的力學性能和自愈能力；同時，含有納米復(fù)合材料au-pd?nps/rgo與多肽水凝膠的三維多孔結(jié)構(gòu)在水凝膠網(wǎng)絡(luò)中形成了額外的交聯(lián)點，且允許多肽鏈在局部區(qū)域內(nèi)重新排列和相互連接，在材料受到損傷時有助于維持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，并促進自愈合過程。

17、第二、通過將au-pd?nps/rgo與多肽水凝膠結(jié)合，不僅保持了au-pd納米粒子的催化性能，還顯著提高了電極的抗污染能力，一般認為信號變化率小于15％的電極具有好的抗污染性能。經(jīng)本發(fā)明實驗下，au-pd?nps/rgo/pep復(fù)合水凝膠電極的信號抑制率低于15％，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗污染性能。

技術(shù)特征：

1.一種抗污染、自愈合多肽水凝膠，其特征在于，其按照如下的步驟制得：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗污染、自愈合多肽水凝膠，其特征在于，步驟s1的具體過程包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗污染、自愈合多肽水凝膠，其特征在于：步驟s2的具體過程包括：將抗菌多肽粉150mg溶于100ml二甲基亞砜dmso中，得到多肽原液。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抗污染、自愈合多肽水凝膠，其特征在于：步驟s3的具體過程包括：將965μl，2mg/ml的au-pd?nps/rgo納米復(fù)合材料水溶液加入到35μl多肽原液中。

5.一種電化學汗液傳感器，其特征在于：其由如權(quán)利要求1-4任一所述的抗污染、自愈合多肽水凝膠和電極制得。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及電化學傳感器技術(shù)領(lǐng)域，提供一種抗污染、自愈合多肽水凝膠及電化學汗液傳感器，其按照如下的步驟制得：S1、制備Au?PdNPs/rGO納米復(fù)合材料；S2、制備多肽原液；S3、將Au?PdNPs/rGO納米復(fù)合材料的水溶液加入到多肽原液中，制得Au?PdNPs/rGO/Pep復(fù)合水凝膠。本發(fā)明的納米復(fù)合材料Au?PdNPs/rGO與多肽水凝膠之間形成的π?π堆積作用力，提高材料的力學性能和自愈合能力；同時，通過將Au?PdNPs/rGO與多肽水凝膠結(jié)合，顯著提高了電極的抗污染能力，經(jīng)驗證，本發(fā)明的Au?PdNPs/rGO/Pep復(fù)合水凝膠修飾電極在復(fù)雜的汗液環(huán)境中的信號抑制率低于15％，表現(xiàn)出優(yōu)異的抗污染性能。

技術(shù)研發(fā)人員：喬秀娟,羅細亮,呂明瑞
受保護的技術(shù)使用者：青島科技大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19