[发明专利]一种可实时检测体液的柔性条带状pH传感器及其制备方法

说明书

本发明提供一种可实时检测体液的柔性条带状pH传感器及其制备方法，涉及柔性传感器领域。此制备方法柔性基底上设有检测电极组件，检测电极组件包括并列设置的工作电极和参比电极，二者平行且互不接触。工作电极与参比电极的两端分别为工作区和电极连接区，且二者的工作区位于同侧，工作电极和参比电极的中部均覆盖有绝缘层，以使二者各自的工作区和电极连接区彼此绝缘，工作电极工作区设有对氢离子敏感的负载金属纳米粒子的氮掺杂碳材料。此pH传感器的基底由柔性绝缘材料制成，灵敏度高、柔韧性好，且相比于玻璃电极，成本低，且制备条件简单，条件易控。

技术领域

本发明涉及柔性传感器领域，且特别涉及一种可实时检测体液的柔性条带状pH传感器及其制备方法。

背景技术

体液的检测在医疗诊断中发挥巨大作用，其中，人体液的酸碱度(pH值)可反映多种生化信息。例如：伤口渗出物反应伤口溃烂程度，泪液反应泪道感染，唾液反应口腔卫生，汗液反应人体身体状况，尿液反应肾脏疾病。而且使用汗液、唾液和尿液等非侵入式的体液诊断可使患者更为舒适。因此，需要对体液进行准确和实时分析的pH传感器。然而，目前市售的pH传感器均采用玻璃电极，价格较贵且不具备柔性。因此，如果能制备出一种成本低、性能好、舒适感好且柔韧性高的pH传感器对体液的检测具有重大意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可实时检测体液的柔性条带状pH传感器，此pH传感器的基底由柔性绝缘材料制成，电极线上涂覆有对氢离子敏感的负载金属纳米粒子的氮掺杂碳材料，灵敏度高、柔韧性好，且相比于玻璃电极，成本低。

本发明的另一目的在于提供一种可实时检测体液的柔性条带状pH传感器的制备方法，该制备方法材料简单易得，条件易控。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提供一种可实时检测体液的柔性条带状pH传感器，柔性基底上设有检测电极组件，所述检测电极组件包括并列设置的工作电极和参比电极，二者平行且互不接触；所述工作电极与所述参比电极的两端分别为工作区和电极连接区，且二者的工作区位于同侧，所述工作电极和所述参比电极的中部均覆盖有绝缘层，以使二者各自的工作区和电极连接区彼此绝缘；所述工作电极工作区设有对氢离子敏感的负载金属纳米粒子的氮掺杂碳材料。

进一步地，所述柔性基底为条带状，长度为1.5～5cm，宽度为0.5～1.5cm；所述工作电极和所述参比电极均为条状电极，长度均为1.2～4.5cm，宽度均为0.25～1mm；所述工作电极的工作区面积为1.0～5.0mm²；所述参比电极的工作区面积为0.5～5.0mm²。

本发明还提供一种上述的可实时检测体液的柔性条带状pH传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，在柔性基底的表面制备出所述参比电极和所述工作电极；

步骤二，在所述参比电极和所述工作电极的中部覆盖所述绝缘层，以使所述参比电极和所述工作电极各自的工作区和电极连接区彼此绝缘。

进一步地，所述柔性基底选自聚氯乙烯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、纸、纸板、陶瓷和再生丝素蛋白中的一种或多种的复合物。

进一步地，在柔性基底的表面制备出所述参比电极和所述工作电极的步骤，具体包括：

S1，使用丝网印刷或喷墨印刷技术在所述柔性基底表面印刷出两条电极线；其中，所述电极线的材料选自石墨、石墨烯、碳纳米管、铂、钯、银、金中的一种或多种；

S2，在一条所述电极线的一端涂覆所述氮掺杂碳材料形成所述工作电极；在另一条所述电极线的一端涂覆银/氯化银材料形成所述参比电极；所述工作电极和所述参比电极的涂覆区域分别作为二者的工作区；其中，所述银/氯化银材料由银纳米粒子或银纳米线经FeCl₃溶液氯化制成。