[发明专利]一种可穿戴电化学传感器电极及可穿戴电化学传感器

说明书

技术领域

本发明涉及可穿戴设备领域，尤其涉及一种可拉伸、可折叠的可穿戴电化学传感 器电极及可穿戴电化学传感器。

背景技术

随着人们对自身身体健康关注度的提升，目前“可穿戴”概念非常流行，各种智能 手表、手环等层出不穷。随着科技的不断发展，可穿戴设备的监测范围也由基本的睡眠监 测、计步功能扩展到骑车、游泳、网球、篮球、足球等各种运动的监控、建议。可穿戴设备主要 集成了高度计、气压计、足部传感器、心率等，从而计算出用户当前的运动状态；然而对于与 运动密切相关的人体汗液中血糖、pH值、乳酸、电解质、尿酸、尿素等的成份含量，则尚未有 相关的检测方法。

在现有商品化技术中，测量血糖、pH值、乳酸等成分含量的电化学传感器电极，多 采用丝网印刷技术。由于其电子线路不能弯折伸缩，这类电极只适合在固定不动的状态下 进行检测；其对于活动目标（如运动中的肌肉表皮）则难以检测，尤其难以实现连续监测，无 法满足运动、训练的需要。申请号为201410850197.8的专利（一种双向可拉伸的超级电容器 及其制备方法）公开了一种双向可拉伸碳纳米管电路，但是该工艺采用夹层结构，不适合作 为电化学传感器电极。本发明提供一种功能化的可折叠、可拉伸的可穿戴传感器电极及可 穿戴电化学传感器，该电极固定对应的生物敏感成分后，可适用于在各种状态下（尤其包括 在运动状态下）对人体体液中的葡萄糖或乳酸、尿酸等医疗健康相关物质的含量进行连续 监测，实现现有可穿戴装备的技术升级。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可拉伸、可弯折的可穿戴电化学传感器电极及可穿戴 电化学传感器，旨在解决现有技术中电化学传感器不具备拉伸、弯折性能，无法在运动中有 效检测人体汗液中多种医疗健康相关成分的含量的问题。

本发明的技术方案如下：

一种可穿戴电化学传感器电极，其中，所述可穿戴电化学传感器电极包括作为电极基 底的塑料、作为电极活性成份的敏感材料以及用于改变塑料拉伸性能和分散性能的添加 剂。

所述可穿戴电化学传感器电极，其中，所述敏感材料包括氨基化碳纳米管、羧基化 碳纳米管、碳纳米管、贵金属纳米管、贵金属纳米线、二氧化锰纳米管、二氧化锰纳米线、以 及石墨烯中的一种或多种纳米材料。

所述可穿戴电化学传感器电极，其中，所述敏感材料为碳纳米管。

所述可穿戴电化学传感器电极，其中，所述添加剂包括聚环糊精、壳聚糖、全氟磺 酸树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚(3,4-氧亚乙基氧噻吩)、聚(苯乙烯磺酸盐)、聚(3,4-亚乙二 氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)以及乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的一种或多种。

所述可穿戴电化学传感器电极，其中，所述添加剂为聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚 (苯乙烯磺酸)。

所述可穿戴电化学传感器电极，其中，所述塑料包括聚乳酸、聚硅氧烷、聚苯乙烯、 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、聚乙烯醇、低密度聚乙烯、聚氨酯和橡胶中的一种或多 种。

所述可穿戴电化学传感器电极，其中，所述塑料为聚乳酸。

一种可穿戴电化学传感器，其中，所述可穿戴电化学传感器包括上述可穿戴电化 学传感器电极。

有益效果：本发明提供一种可穿戴电化学传感器电极，其通过采用可拉伸的塑料作为 基底，并添加活性敏感材料，制备出可拉伸传感器电极，该电极固定对应的生物敏感成分 后，用于可穿戴设备，其可随动态目标进行相应拉伸，在拉伸30%以内其传感性能保持与未 拉伸状态相同。可以对运动中的人汗液中的血糖、乳酸、尿酸等各类生理特征标志物含量进 行实时监测，为实时监控个体运动状况提供极大的便利。

附图说明

图1为本发明所述可穿戴电化学传感器电极的结构示意图。

图2为本发明所述可穿戴电化学传感器电极的制备方法示意图。

图3为本发明所述可穿戴电化学传感器电极上固定乳酸氧化酶后所得到的可拉伸 乳酸传感器性能检测图。

具体实施方式

本发明提供一种可穿戴电化学传感器电极及可穿戴电化学传感器，为使本发明的 目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描 述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。