[发明专利]汗液传感器及其制备方法和汗液检测方法

说明书

本发明涉及一种汗液传感器及其制备方法和汗液检测方法。上述汗液传感器包括汗液收集层和汗液检测单元，汗液收集层的材料为海藻酸盐/丙烯酰胺双网络水凝胶，汗液收集层用于接触体表，汗液检测单元用于对汗液收集层收集的汗液进行检测。上述汗液传感器使用海藻酸盐/丙烯酰胺双网络水凝胶作为汗液收集层够保证汗液传感器被汗液充分混合，提高测试的精度与速度。且海藻酸盐/丙烯酰胺双网络水凝胶还具有良好的拉伸性能和生物相容性，与体表直接接触时，能够降低使用者在佩戴时的不适感。

技术领域

本发明涉及汗液分析领域，特别是涉及一种汗液传感器及其制备方法和汗液检测方法。

背景技术

人体中含有大量电解质，各种电解质浓度直接影响着人们的身体健康，电解质紊乱可导致多系统疾病，症状较轻者有食欲减退、乏力、口唇干燥等，重则可致昏迷、心力衰竭等。因此监测体内各种电解质浓度有着重要的医疗价值。目前医院的化验大多依靠各类体液。其中，血液分析被认为是生物计量分析领域的黄金标准。但是，血液分析对人体具有创伤性，而且常常需要在实验室才能进行。如果要医生在几小时或者几天内持续监测血样，难度相当大，对病患也会产生不小的心理压力，因此逐渐出现了一种以汗液分析为替代方案的无创式电解质监测方法。

汗液是由汗腺分泌的一种体液，每个人每天产生大约500毫升～700毫升的汗液，汗液具有可持续获得性，并且包含丰富的生理和代谢信息，所以汗液传感通常被视为长期和半连续健康监测的理想选择，用来预测血液中的生物标志物水平或直接推断疾病。研究者发现了几种公认的具有诊断能力并且与血液价值具有良好相关性的生物标志物，例如钠离子、钾离子、镁离子、钙离子等。其中，汗液中钠离子与钾离子浓度常用于人体电解质检测，确保人体在剧烈运动后避免脱水或对个人健康造成不必要损害的风险，镁离子浓度常用于反映人体肌肉的兴奋性，钙离子浓度常用于检测神经肌肉的反应能力。

基于汗液监测的传感器在可穿戴传感方面显示出巨大前景，其可以在人体任意位置以无创方式安装，将汗液收集部分、汗液分析部分以及信号传输部分集成在一起，非常适合连续监测。目前汗液检测传感器已经有了巨大的发展，然而仍具有诸多需要改进的地方，主要在于：传统的汗液检测传感器采用微流体通道作为汗液收集器，通过接触皮肤收集汗液并通过微通道流入至汗液传感器进行分析，其中，微通道的体积大致为10μL到20μL之间，汗液需要填充通道和/或反应室，然后才能测量分析物浓度，不仅会阻碍快速检测，并且在汗液不足时会影响测试精度。另有汗液检测传感器使用吸收性材料，例如织物或纸质基材作为汗液收集单元，通过织物或纸质基材积聚并引导汗液进入测试区，在汗液分泌不足时汗液无法被完全引入反应室，可能会区域分布不均，对检测会造成很大的影响，同时这种汗液收集单元直接与皮肤接触，在剧烈运动时仍然会与皮肤摩擦，对使用者产生不适感。

发明内容

基于此，有必要提供一种测试准确性高、速度快且能够降低不适感的汗液传感器。

此外，还有必要提供一种汗液传感器的制备方法和汗液检测方法。

一种汗液传感器，包括汗液收集层和汗液检测单元，所述汗液收集层的材料为海藻酸盐/丙烯酰胺双网络水凝胶，所述汗液收集层用于接触体表，所述汗液检测单元用于对所述汗液收集层收集的汗液进行检测。

在其中一个实施例中，所述海藻酸盐/丙烯酰胺双网络水凝胶是将包括海藻酸盐、丙烯酰胺、N,N亚甲基双丙烯酰胺、过硫酸铵、钙盐和N,N,N’,N’-四甲基乙二胺的原料混合，固化得到；及/或，所述汗液收集层的厚度为1mm～2mm。

在其中一个实施例中，所述海藻酸盐/丙烯酰胺双网络水凝胶中掺杂有神经刺激剂。

在其中一个实施例中，所述神经刺激剂选自乙酰胆碱、卡巴胆碱、苯乙二酚及毛果芸香碱中的至少一种；及/或，

所述神经刺激剂的用量为海藻酸盐/丙烯酰胺双网络水凝胶质量的1％～3％。

在其中一个实施例中，所述汗液检测单元包括离子选择性电极，所述离子选择性电极的一端嵌在所述汗液收集层中。