[发明专利]一种可穿戴的乳酸检测装置及其制备方法

权利要求书

1.一种可穿戴的乳酸检测装置，包括外壳(1)、2个系带(2)、显示屏(3)及4个连接孔(4)；4个所述连接孔(4)两两对称固定在所述外壳(1)的两个侧表面，且2个所述系带(2)穿过4个所述连接孔(4)；所述显示屏(3)镶嵌在所述外壳(1)顶部，其特征在于，还包括：三电极体系(5)及电路板(6)；

所述三电极体系(5)顶端表面修饰有银纳米线(8)，所述银纳米线(8)上聚合有MIP颗粒(9)；

所述电路板(6)上设置有电极接口(7)，所述三电极体系(5)的末端插入到所述电极接口(7)中；所述三电极体系(5)印刷在所述柔性基底材料(13)上，且所述三电极体系(5)及所述电路板(6)镶嵌在所述外壳(1)的底部。

2.根据权利要求1所述的一种可穿戴的乳酸检测装置，其特征在于，所述三电极体系(5)包括：对电极(51)、工作电极(52)及参比电极(53)；所述对电极(51)、所述工作电极(52)及所述参比电极(53)的末端分别并列插入所述电极接口(7)中；所述工作电极(52)的顶端表面修饰有所述银纳米线(8)。

3.根据权利要求2所述的一种可穿戴的乳酸检测装置，其特征在于，工作电极顶端表面的修饰材料还包括金纳米线、金纳米管、银纳米管、铜纳米线、铜纳米管、碳纳米管和石墨烯中的一种或几种。

4.根据权利要求3所述的一种可穿戴的乳酸检测装置，其特征在于，还包括：校准开关(10)及检测开关(11)；所述校准开关(10)和所述检测开关(11)相邻安装在所述显示屏(3)上，且所述校准开关(10)和所述检测开关(11)均与所述电路板(6)电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种可穿戴的乳酸检测装置，其特征在于，所述参比电极(53)由碳浆和Ag/AgCl组成，所述对电极(51)和所述工作电极(52)均由碳浆组成。

6.根据权利要求5所述的一种可穿戴的乳酸检测装置，其特征在于，所述柔性基底材料(13)包括自聚二甲基硅氧烷、硅胶、橡胶、聚对苯二甲酸类塑料和聚酰亚胺的一种或几种，所述柔性基底材料(13)的厚度为0.05～0.5mm。

7.根据权利要求6所述的一种可穿戴的乳酸检测装置的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

1)采用丝网印刷技术加工制备所述三电极体系(5)，将浓度为20mg/mL，直径为50～200nm，长度为10～30μm，体积为10～50μL的所述银纳米线(8)旋涂在直径为0.5～2cm的所述工作电极(52)上，静置10～30s后，利用旋涂仪旋涂5～60s，转速为500～3000rpm。将所述三电极体系(5)转移到60～90℃的烘箱中干燥30～120min后，取出备用；

2)首先，将0.012～0.072g乳酸，0.0168g～0.0672g的3-氨基苯硼酸，0.1095～0.510g的氯化钠分别加入10～100mM，10mL的磷酸盐(PBS)缓冲溶液中，混合均匀，预聚合反应2～6h；然后，将预聚合液滴在三电极体系的反应池中，利用电化学聚合的方法在涂有银纳米线的工作电极表面聚合得到MIP颗粒；接着，利用含3～10％乙酸的PBS缓冲溶液洗脱MIP颗粒30～300min，得到所述的专一性识别乳酸的MIP颗粒(9)，最后，得到三电极乳酸传感芯片；

3)将乳酸分子印迹传感芯片利用电化学工作站的不同检测模式，在PBS溶液中，测试不同浓度的乳酸溶液专一性识别分子印迹空穴的电化学信号，做出标准曲线。

4)将所述步骤3)中的三电极乳酸传感芯片的末端插入到所述电极接口(7)中，同时将所述显示屏(3)、所述校准开关(10)及所述检测开关(11)按照权利要求4所述进行组装，得到可穿戴的乳酸检测装置。