[发明专利]一种pH柔性传感器的制备方法及无源传感检测方法

权利要求书

1.pH柔性传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用激光直写技术在ITO导电薄膜上进行激光划刻，以形成预设的一对与外部ITO薄膜绝缘的ITO电极对；

(2)将一种透明的紫外光固化粘合剂丝网印刷在电极对的导电区上，并在紫外光下固化10分钟；

(3)利用丝网印刷将Ag/AgCl浆料覆盖在其中一个ITO电极上的感应区，然后在温度为80℃的加热台上加热固化，形成参比电极，用去离子水冲洗电极，并用氮气吹干；

(4)将电极对的感应区浸入pH缓冲溶液中，用电化学工作站测试电极性能；

(5)在电极对感应区上涂覆2.5mm厚的透明清创水凝胶，得到pH柔性传感器。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体为：在以厚度为0.125mm的PET为基底的ITO薄膜上利用激光直写技术以12W的功率和140mm/s的速度进行激光划刻，将划刻轨迹上的ITO薄膜烧蚀但不烧蚀PET基底形成预设的电极图案；然后以37.5W的功率与20mm/s的速度进行激光划刻，将ITO电极对连同PET基底与其外围分开；ITO电极对包括感应区与导电区。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，均匀涂覆1mm厚的Ag/AgCl浆料；加热固化时间为15min。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述透明清创水凝胶含有改性羧甲基纤维素聚合物、丙二醇和水，并且初始pH值为7.1。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，pH柔性传感器包括：PET柔性基底( 1) ，ITO导电薄膜( 2) ，Ag/AgCl修饰的参比电极( 3) ，水凝胶涂层( 4) ，ITO工作电极( 5)和紫外光固化粘合剂( 6) ；ITO工作电极( 5) 与Ag/AgCl修饰的参比电极( 3) 平行孤立排列在PET柔性基底( 1) 上，组成电极对；水凝胶涂层( 4) 设置在电极对感应区上，紫外光固化粘合剂( 6) 设置在电极对导电区上。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，水凝胶的成分包括改性羧甲基纤维素聚合物、丙二醇和水；紫外光固化粘合剂包括：以丙烯酸丁酯为活性稀释剂，以二苯甲酮为光引发剂，以聚氨酯丙烯酸酯为预聚物。

7.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述柔性基底的厚度为0.075mm-0.175mm；所述ITO导电薄膜的厚度为185nm、65nm或23nm，对应透过率分别为80％、83％或86％，对应每平方厘米的电阻分别为6欧姆、30欧姆或70欧姆。

8.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于，柔性基底的厚度为0.125mm；所述pH柔性传感器的尺寸为20*20mm。

9.一种冷链无源传感检测方法，pH柔性传感器应用权利要求1-4任一所述的制备方法制成，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：取25g冷链冰鲜食品组织样品，与连接有pH柔性传感器的无线无源电子标签一起放入500ml的无菌聚碳酸酯瓶中；

第二步：将阅读器线圈与无线无源电子标签电感在10cm距离同心对齐，其中阅读器与无线无源电子标签为RFID或者超高频RFID，每隔1小时采集pH柔性传感器的电极对电压；

第三步：根据建立的pH柔性传感器的电极对电压与冷链冰鲜食品品质的动态耦合关联模型，得到pH柔性传感器的电极对电压值对应的冷链冰鲜食品的品质；

建立动态耦合关联模型的步骤如下：

第一步：自同一条冷链冰鲜食品中取36份25g组织样品，在无菌条件下分别放入36个密封的聚碳酸酯密封罐中，随机分为3组；整个过程中，3组实验样品温度分别控制在0℃、8℃和16℃；

第二步：在每个聚碳酸酯密封罐中放入pH柔性传感器，通过金属线实现电极对与外界连接，直接测量电极对的电位；

第三步：每隔3h在每组实验样品中随机取1瓶聚碳酸酯密封罐，取出组织样品进行微生物分析，第1瓶于0h进行，以确定初始微生物数量；在打开聚碳酸酯密封罐进行微生物分析之前，监测所有pH柔性传感器的电极对的电位值；

第四步：分析实验结果，根据采集的pH柔性传感器的电极对的电位值与对应的组织样品微生物数量建立pH柔性传感器的电极对电压与冷链冰鲜食品品质的动态耦合关联模型。