[发明专利]一种高分子凝胶柔性薄膜及基于该薄膜的汗液葡萄糖可视化检测方法

说明书

本发明公开了一种高分子凝胶柔性薄膜及基于该薄膜的汗液葡萄糖可视化检测方法，高分子凝胶柔性薄膜的制作过程包括：制备多孔硅/碳量子点复合颗粒，再制备负载多孔硅/碳量子点复合颗粒的壳聚糖薄膜获得具有双色荧光性质的柔性薄膜；本发明利用生物无毒性的多孔硅/碳量子点复合材料的双色荧光特性，再利用葡萄糖氧化酶反应体系中颗粒荧光颜色对葡萄糖浓度的敏感性，将柔性的天然高分子凝胶作为载体，制作成可穿戴的汗液葡萄糖检测薄膜，利用材料的荧光颜色变化对汗液中葡萄糖水平进行持续监控，可测试长时间段内汗液葡萄糖的累积量，实现了高血糖的及时预警，避免了传统血糖测试中遗漏血糖峰值变化的风险，便于糖尿病患者的自我健康管理。

技术领域

本发明涉及医疗辅助检测领域，特别是一种高分子凝胶柔性薄膜及基于该薄膜的汗液葡萄糖可视化检测方法。

背景技术

糖尿病是继肿瘤、血管病变之后第三大严重威胁人类健康的慢性疾病，若糖尿病人血糖超出正常水平，会引发多种并发症，威胁患者的生命安全，因此为了避免高血糖的发生，频繁的血糖检测是糖尿病人日常生活中必不可少的过程。目前，多数商用血糖仪采用针刺法从指尖采取50μL的血样，血样由血糖仪上的一次性试纸条通过化吸作用吸入，通过葡萄糖电化学传感器测量血糖浓度，每次测得一个血糖值需要进行一次血样采集。该方法可实现对血糖的快速、准确检测，但该方法是有创的，重复采血具有感染的风险以及影响扰乱患者的日常生活，并且血糖仪只能提供瞬时血糖测试结果，容易遗漏血糖变化的峰值。

基于组织间液、汗液等体液中葡萄糖浓度与血糖浓度的线性关系，通过检测这些体液中葡萄糖浓度，则可以间接实现对血糖的无创检测，避免了频繁的指尖取血过程。目前最常用的葡萄糖传感器主要为电化学体系，但是电化学体系需要复杂的电路和信号转换体系，且无法实现可视化的传感效果，市场需要一种通过光学传感材料的发光信号直接实现对血糖水平的连续、可视化、持续监控，本发明解决这样的问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高分子凝胶柔性薄膜及基于该薄膜的汗液葡萄糖可视化检测方法，本发明利用光学传感材料的发光信号直接实现可视化的传感效果，通过与可穿戴的柔性器件的集成，实现对血糖水平的连续、可视化、持续监控。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种高分子凝胶柔性薄膜，制作过程包括：

制备多孔硅/碳量子点复合颗粒，

1)将具有红色荧光特性多孔硅颗粒分散至金属纳米颗粒溶液中，室温下震荡混合30-60分钟，离心、清洗后获得金属纳米颗粒修饰的多孔硅颗粒，

2)将尿素和柠檬酸钠混合后，在150-200℃高温下加热100-150分钟，加入水，获得具有蓝色荧光特性的碳量子点溶液，

3)将金属纳米颗粒修饰的多孔硅颗粒分散到碳量子点溶液中，混合震荡3-6小时，经过离心、清洗后获得多孔硅/碳量子点复合颗粒；

制备负载多孔硅/碳量子点复合颗粒的壳聚糖薄膜，

1)将葡萄糖氧化酶、交联剂加入壳聚糖溶液中得到壳聚糖混合溶液，

2)将多孔硅/碳量子点复合颗粒分散到壳聚糖混合溶液中，再将壳聚糖混合溶液均匀涂覆在聚氨酯薄膜表面，室温下放置3-6小时，待壳聚糖凝胶形成后，获得具有双色荧光性质的柔性薄膜。

前述的一种高分子凝胶柔性薄膜，制作过程还包括：对获得的多孔硅/碳量子点复合颗粒进行荧光性能测试；