[发明专利]汗液标志物检测的电极以及汗液传感器

说明书

本申请公开了汗液标志物检测的电极以及汗液传感器。本申请汗液标志物检测的电极，电极为将织物先经过超浸润Janus处理，再经过碳化处理所得到。本申请电极具有超亲水、超疏水的双面，将疏水面贴于出汗的皮肤上时，汗液会被自动地并毫无损失地向亲水面迁移，然后在亲属面直接实施电信号检测，避免了汗液传输过程中损失或滞留带来的检出限以及检测准确度受到影响。

技术领域

本发明涉及生物传感器的技术领域，具体涉及汗液标志物检测的电极以及汗液传感器。

背景技术

人体汗液主要是由98～99％的水(pH值4.2～7.5)、氯化钠(约300mg/100mL)、1～2％生理标志物(包括少量尿素、乳酸、脂肪酸、葡萄糖等)组成。

当人体在进行运动或者在处于高温环境作业时，会流出大量的汗液。在抢救病人时，需根据病人的出汗量输入补液量，以免病人出现生命衰竭。每升汗液中平均含Na+不足58.4mg，K+不足10mg，Cl-不足45.4mg时，人体将会出现一系列问题，以致于人体对视、听觉刺激明显过敏，机体的抗体的调节能力也随之降低，会出现肌肉痉挛、脱水、甚至昏迷等症状。

现有技术中对汗液标志物检测方式较为麻烦，检出限较高。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供汗液标志物检测的电极、汗液传感器及可穿戴织物，能较为方便地检测生理标志物，并且检出限较低。

根据本申请的一个技术方案，本申请汗液标志物检测的电极，所述电极为将织物，先经过超浸润Janus处理，再经过碳化处理所得到。

织物

作为本申请的织物可以包括非织造或织造形态。织物纤维材质不仅仅涵盖天然织物，如蚕丝；化纤织物，例如涤纶、PET纤维等；还涵盖碳纤维、碳纳米管等。

超浸润Janus

超浸润Janus材料是一种两面具有不同浸润特性，即一面具有超亲水、一面具有超疏水的界面材料。超浸润Janus材料也被称作“水二极管”：它能单向地将水分从疏水面转运至亲水面，反之则不行。作为本申请中超浸润Janus处理后的织物，在使用时，其疏水面贴于出汗的皮肤上时，汗液会被自动从体表排出。

作为本申请超浸润Janus处理的具体实现方式，不做特别限定。在一个典型的实施方案中，超浸润Janus处理可以由先至后依次包括：将织物经过疏水处理；以及，使经过疏水处理的织物的一面经过等离子蚀刻。

容易想到的是，此处疏水处理的方式可采用疏水剂进行浸渍等。疏水剂例如可以为硅氧烷偶联剂，优选为为全氟辛基三氯硅烷。

为了提高疏水剂的分散性，疏水剂可以另行加入有机溶剂，例如甲苯、正己烷、环己烷等非极性溶剂(或者说极性与水相差较大的有机溶剂)。

疏水剂浸渍的时间可参考性地为30～40min，例如30min、32min、35min、38min或40min。

等离子蚀刻的作用是为了使得织物的一个疏水面转变为超亲水面。等离子蚀刻的操作方式，已为所属领域所知晓，例如疏水的织物夹紧固定在玻璃片上后置于等离子蚀刻机中。等离子蚀刻O₂等离子刻蚀，蚀刻时间为90～120s，例如90s、95s、100s、110s、115s或120s等。

当然，在获得超亲水的方式可以采用在一个面采用亲水剂进行改性，例如在该面涂覆亲水剂等。此种方式的效率要较等离子蚀刻低，而且该种处理方式对疏水面的影响较大，即可能造成疏水面的疏水性受到另一面亲水处理的损害。

碳化处理

碳化处理是指使得织物所含有的纤维或者其它高聚物分解以在其外表形成炭层，进而获得较高的电化学活性。碳化处理的方式可采用所属领域常规的热处理方式。