[发明专利]一种可穿戴的乳酸检测装置及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可穿戴的乳酸检测装置及其制备方法，包括外壳、2个系带、显示屏及4个连接孔；4个连接孔两两对称固定在外壳的两个侧表面，且2个系带穿过4个连接孔；显示屏镶嵌在外壳顶部，还包括：三电极体系及电路板；三电极体系顶端的工作电极表面修饰有银纳米线，银纳米线上电聚合形成分子印迹(MIP)颗粒；电路板上设置有电极接口，三电极体系的末端插入到电极接口中；三电极体系印刷在柔性基底材料上，三电极体系及电路板镶嵌在外壳的底部。具体制备过程包括：制备MIP颗粒、制备三电极乳酸传感芯片及组装。本发明在检测乳酸时稳定性好、成本低、使用寿命长，不受环境、温度和pH等的影响。

技术领域

本发明涉及乳酸检测的技术领域，更具体地说是涉及一种可穿戴检测乳酸的装置及其制备方法。

背景技术

乳酸，作为葡萄糖无氧酵解的产物，在人体缺氧和过度疲劳的状况下出现大量的堆积，其在体液和组织中的含量能够有效地反映人体局部组织是否缺氧，运动是否过度。所以，对人体乳酸含量的实时检测显得尤为重要。

但是，市场上通用的乳酸检测仪主要是侵入式传感器，通过扎针的形式采集受试者指尖毛细血管的血液，反复的采集不仅伤害大，而且不能做到实时检测，尤其是体现在对各类疾病导致缺氧的患者的监护治疗和对运动员体能测试的过程中。现有技术中有相关报道关于检测人体汗液和唾液中乳酸含量的电化学传感器，但是其制备过程复杂、精度低、生物活性差，不能及时有效地反映乳酸含量的变化；中国专利CN205506748U公开了一种三维石墨烯乳酸传感器，基于一种特殊的石墨烯纳米墙结构材料作为乳酸氧化酶的负载骨架。它采用柔性衬底，可拉伸性强，适宜穿戴，可用于非侵入性可穿戴式电子皮肤，对人体乳酸进行实时检测，但是酶的生物活性容易受温度、pH等的影响，成本较高，稳定性较差。

因此，如何提供一种精确且受环境影响小的对人体乳酸含量进行检测的装置及其制备方法是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种可穿戴的乳酸检测装置及其制备方法，该装置在检测乳酸时稳定性好、成本低、使用寿命长，不受环境、温度和pH等的影响。通过检测，能够有效地反映人体局部组织是否缺氧，运动是否过度，尤其体现在对各类疾病导致缺氧的患者的监护治疗和对运动员体能测试的过程中。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种可穿戴的乳酸检测装置，包括外壳、2个系带、显示屏及4个连接孔；4个所述连接孔两两对称固定在所述外壳的两个侧表面，且2个所述系带穿过4个所述连接孔；所述显示屏镶嵌在所述外壳顶部，还包括：三电极体系及电路板；所述三电极体系顶端的工作电极表面修饰有银纳米线，所述银纳米线上聚合有MIP颗粒；所述电路板上设置有电极接口，所述三电极体系的末端插入到所述电极接口中；所述三电极体系印刷在所述柔性基底材料上，且所述三电极体系及所述电路板镶嵌在所述外壳的底部。

以上技术方案达到的技术效果是：MIP颗粒为分子印迹聚合物，其具备乳酸分子结合位点，从而与乳酸分子特异性结合，反应信号通过三电极体系传递给电路板，软件程序中预先输入乳酸浓度与电流峰值之间的标准曲线计算公式，从而计算出乳酸浓度显示在显示屏上。由于MIP颗粒具有识别乳酸的结合位点，可以与乳酸分子特异性结合，且这种结合无需在酶的催化作用下完成，因此特异性好且不受外界环境的影响，可以精确地测出人体汗液中的乳酸浓度；将三电极体系及MIP颗粒装于外壳底部，配合系带，制成类手表装置，戴在手腕上，使得MIP颗粒直接与人体皮肤表面的汗液接触，随时对人体内的乳酸水平进行监测。

作为本发明优选的技术方案，所述三电极体系包括：对电极、工作电极及参比电极；所述对电极、所述工作电极及所述参比电极的末端分别并列插入到所述电极接口中；所述工作电极的顶端表面修饰有所述银纳米线。

以上技术方案达到的技术效果是：银纳米线修饰工作电极，增加了工作电极的导电能力，从而提高了乳酸浓度检测的灵敏度。