[发明专利]纤维状可穿戴汗液传感器的封装结构

说明书

本发明提供了一种纤维状可穿戴汗液传感器的封装结构。该结构包括用于生物传感检测的纤维电极芯层和包覆在所述纤维电极芯层表面的封装层，所述封装层具有亲水性和渗透性，用于将待检测的物质传输至所述纤维电极芯层，实现生物传感检测。其中，纤维电极芯层优选通过在纤维基材表面制备一层金属层，然后浸渍于蛋白质磷酸盐缓冲液中，纤维基材表面的金属层在酸性条件下反应得到金属离子，进而与蛋白质和磷酸盐反应得到金属‑蛋白质基纤维电极芯层。如此得到的封装结构，不仅可以保护电极材料，还能收集汗液，为工作电极提供稳定的检测环境，传感效率和安全性均能得到保障，便于柔性可穿戴器件的制备和集成。

技术领域

本发明涉及生物传感技术领域，尤其涉及一种纤维状可穿戴汗液传感器的封装结构。

背景技术

封装是电子器件中必不可少的加工工艺，其目的是基于产品的应用环境需求和使用要求，实现产品外观及性能最优化。目前，柔性可穿戴电子设备因具有便携、灵敏、灵活、可连续工作等特点，受到国内外研究学者及广大群众的关注。但是目前研究主要集中在实现和优化器件自身的检测能力，对于器件的封装研究尚少。

专利CN211560068U公开了一种新型纤维电极、电极扣封装机构和身体参数测量衣，通过磁性电极扣将纤维电极进行封装，但是该方法不能确保纤维电极的柔性。

专利CN112164828A公开了一种纤维状柔性铝离子电池及其制备方法，以石墨烯纤维、铝丝、玻璃纤维分别作为正极、负极、隔膜，采用聚丙烯热缩管进行封装，得到纤维状柔性铝离子电池。该方法能确保纤维状电池的柔性，但是不适用于纤维状可穿戴汗液传感器，无法收集、传递汗液。

有鉴于此，有必要设计一种改进的纤维状可穿戴汗液传感器的封装结构，以解决上述问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种纤维状可穿戴汗液传感器的封装结构。该结构不仅可以保护电极材料，还能收集汗液，为工作电极提供稳定的检测环境，便于柔性可穿戴器件的制备和集成。

为实现上述发明目的，本发明提供了一种纤维状可穿戴汗液传感器的封装结构，包括用于生物传感检测的纤维电极芯层和包覆在所述纤维电极芯层表面的封装层，所述封装层具有亲水性和渗透性，用于将待检测的物质传输至所述纤维电极芯层，实现生物传感检测。

作为本发明的进一步改进，所述封装层包括外包纤维。

作为本发明的进一步改进，所述外包纤维以螺旋状缠绕在所述纤维电极芯层的表面。

作为本发明的进一步改进，所述封装层包括若干根外包纤维，所述若干根外包纤维平行包覆于所述纤维电极芯层的表面。

作为本发明的进一步改进，所述封装层包括若干根外包纤维，所述若干根外包纤维呈纵横交错结构包覆于所述纤维电极芯层的表面。

作为本发明的进一步改进，所述外包纤维为棉线、麻、羊毛、蚕丝、涤纶、尼龙、腈纶、氨纶中的一种或多种。

作为本发明的进一步改进，所述纤维电极芯层的表面固定有生物敏感活性物质。

作为本发明的进一步改进，所述纤维电极芯层通过以下方法制备：

S1.在纤维基材表面制备一层金属层；

S2.配制pH≤7的蛋白质磷酸盐缓冲液；

S3.将经步骤S1处理的纤维基材浸渍于步骤S2所述的蛋白质磷酸盐缓冲液中反应预设时间，纤维基材表面的金属层在酸性条件下反应得到金属离子，进而与蛋白质和磷酸盐反应得到所述金属-蛋白质基纤维电极芯层。

作为本发明的进一步改进，在步骤S1中，所述金属层为铜、锌、钙、铝、镁、铁、镍、钴的单质或化合物中的一种或多种；所述纤维基材为导电纤维基材。