[发明专利]一种多病原体实时检测无线可穿戴微传感系统及制备方法

权利要求书

1.一种多病原体实时检测无线可穿戴微传感系统及制备方法，所述的无线可穿戴微传感系统基于导电纳米材料和无线感应探测技术；所述的制备方法，其具体步骤如下：

(1)在柔性或硬质基底材料上开发病原体检测及无线传感电路，该电路由叉指电极和无线振荡线圈组成；电路由导电材料组成，如碳材料、金属、金属氧化物等；

(2)与振荡线圈相对应，结合无线读取线圈对电路的阻抗变化进行无线读取；

(3)在叉指电极区域修饰比表面积较大的导电材料或半导体材料，使得叉指电极区域变为叉指电容区域；

(4)在步骤(3)中叉指电极导电材料或半导体材料表面修饰分子结合剂，同时修饰病原体特异性抗体。分子结合剂可增强抗体与导电材料或半导体材料之间结合力，防止脱落；

(5)利用疏水或亲水材料制备出气凝胶捕获流道装置，该装置包括气凝胶捕获入口，富集区及出口；

(6)将步骤(5)中的气凝胶富集区与步骤(4)中的叉指电容检测区相结合，形成病原体无线传感系统；携带有病原体的气凝胶在富集区由气体凝结为液体，并与抗体相结合，从而引起叉指电容检测区的阻抗发生变化；

(7)步骤(6)中的阻抗变化可由外部无线读取线圈读取，也可用手机程序读取；

(8)步骤(6)中的病原体无线传感系统可与口罩等结合，通过实时收集口罩佩戴者鼻腔或口腔呼出气凝胶，可实现对新冠病毒及其他病原体的实时监测。

2.权利要求1中步骤(1)所述的柔性基底材料包括但不局限于：聚乙烯醇(PVA)、聚酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酯乙二醇酯(PEN)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)、纸片、纺织材料等；硬质基底材料包括但不局限于硅片、玻璃、亚克力板(PMMA)、聚苯乙烯(PS)等。

3.权利要求1中步骤(1)所述的电路导电材料包括但不局限于：金、银、铜、铁、铝；碳纳米管、石墨烯、银纳米线、氧化铟锡(ITO)等。

4.权利要求1中步骤(1)所述的叉指电极和无线振荡线圈位置可在同一平面，也可在两个平面；二者的相对位置既可以是左右放置，或上下放置，又可以是环绕放置(即无线振荡线圈按照平面螺旋设计，环绕在叉指电极周围)。

5.权利要求1中步骤(2)所述的无线读取设备既可以是无线线圈，也可以是手机程序(如近场通信技术，NFC)。

6.权利要求1中步骤(3)所述的导电材料及半导体材料包括但不局限于：碳纳米管、石墨烯、Mxene、金属有机框架(MOF)、二氧化钛纳米管、聚苯胺(PANI)等。

7.权利要求1中步骤(4)所述的病原体抗体可以是新冠病毒抗体，也可以是其他病原体抗体。

8.权利要求1中步骤(4)所述的修饰后的叉指电极及无线振荡线圈在不与气凝胶捕获装置结合的情况下，也可通过叉指电极区域对病人唾液进行监测。

9.权利要求1中步骤(5)所述的气凝胶捕获装置材料既可以是疏水材料也可以亲水材料，其中疏水材料可为自身亲水或者外界对材料表面修饰后实现疏水效果；亲水材料可为自身亲水或者外界对材料表面修饰后实现亲水效果。

10.权利要求1中步骤(8)所述的与口罩相结合，结合方式可将病原体无线传感系统贴服在口罩外表面及内表面，也可将其内嵌于口罩内部。