体表自由基含量传感器及其制备方法

本发明属于传感器，具体涉及体表自由基含量传感器，本发明还涉及上述传感器的制备方法。

背景技术：

1、体表自由基是人体的代谢产物，是机体氧化反应中产生的有害化合物。它可以造成皮肤生物膜系统损伤以及皮肤细胞内氧化磷酸化障碍，是人体皮肤疾病、衰老和死亡的直接参与者，对人体的健康和长寿危害非常之大。因此，对它的实时监测对于人的生命健康和疾病预防十分重要。

2、目前医疗机构对人体自由基水平的评估主要通过以下3种分析方法。第一种是通过采集血液或尿液样本，通过化学或光谱分析方法，检测人体内的氧化应激指标：如丙二醛、羟基自由基、超氧化物歧化酶等标志物的含量，或检测人体内的抗氧化物质的含量，从而反映出体内自由基的含量。第二种方法是向受试者体内注射放射性同位素底物，然后利用光子发射技术测量放射性同位素的释放量来评估自由基的产生量。第三种方法是利用电子自旋共振技术直接测定体表或体内自由基的含量和活性。它可以通过测量自由基与稳定剂之间的电子自旋共振信号来评估自由基的含量。

3、以上3种方法均需要大型且昂贵的仪器进行分析测试，因此检测成本较高，而且无法给出实时的检测结果。此外，第1种方法需要采集受试者的血液和尿液，而第2种方法需要先向受试者体内注射放射性同位素底物。这2种测试方法的采样过程和测试条件会对受试者造成不便。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的是提供体表自由基含量传感器，解决了现有体表自由基检测技术成本高、需要采血等复杂的测试前准备工作、且无法进行实时检测的问题。

2、本发明的第二个目的是提供体表自由基含量传感器的制备方法，通过检测皮肤的电位水平，廉价、方便且实时的评估人体体表的自由基水平。

3、本发明所采用的第一种技术方案是：体表自由基含量传感器，包括由上而下依次设置的上层封装材料、银/氯化银电极、聚乙烯醇/水复合凝胶电解质、铝箔、下层封装材料，银/氯化银电极和铝箔分别粘贴有铜导线a和铜导线b。

4、本发明所采用第一种技术方案的特点还在于，

5、优选的，聚乙烯醇/水复合凝胶电解质长：0.8cm-4.8cm、宽：0.8cm-4.8cm、厚：10μm-500μm；银/氯化银电极长：0.5cm-4.5cm、宽：0.5cm-4.5cm、厚：10μm-500μm；铝箔长：5.0cm-10.0cm、宽：0.5cm-4.5cm、厚：10μm-500μm；上层封装材料和下层封装材料均为长：1.0cm-5.0cm、宽：1.0cm-5.0cm、厚：10μm-500μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。

6、优选的，银/氯化银电极的基底材料为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，后通过涂覆或喷涂的方法将0.5g-1.0g的银和氯化银均匀地覆在聚对苯二甲酸乙二酯薄膜表面，其中聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的分子量为2-5万da；银和氯化银的重量份比例为1：0.5-2。

7、优选的，聚乙烯醇/水复合凝胶电解质原料组分为：3-10重量份的聚乙烯醇，30-100重量份的水，30-90重量份的氯化钾溶液；聚乙烯醇的分子量为2-4万da，氯化钾溶液浓度为0.5mol/l-1.0mol/l。

8、本发明所采用的第二种技术方案是：上述的体表自由基含量传感器的制备方法，具体按照以下步骤实施：

9、步骤1、银/氯化银电极的制备：取长：0.5cm-4.5cm、宽：0.5cm-4.5cm、厚：10μm-500μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，在超声波清洗机中，依次用0.1mol/l-0.8mol/l稀硫酸，无水乙醇溶液，去离子水分别对聚对苯二甲酸乙二酯薄膜进行清洗，清洗完成后晾干，通过喷涂或刷涂的方法将0.5g-1.0g银/氯化银粉末均匀涂覆在聚对苯二甲酸乙二酯薄膜上以制备银/氯化银电极，然后将5cm-9cm的铜丝黏贴在涂覆有银/氯化银粉末的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜表面铜导线a2；

10、步骤2、聚乙烯醇/水复合凝胶电解质的制备：将一份1.0g-2.0g的聚乙烯醇粉末均匀分散于10ml-20ml蒸馏水中，在80℃-100℃下搅拌3h-4h；等待溶液透明后，将其放置在长：0.8cm-4.8cm、宽：0.8cm-4.8cm、深：10μm-500μm的模具中，滴加浓度1％-5％戊二醛溶液1ml-5ml并均匀混合，静置3h-10h等待成胶；然后将制备好的胶体置于0.5mol/l-1.0mol/l的氯化钾液中，5h-8h更换一次溶液，经过12h-48h完成溶剂交换，即可制得聚乙烯醇/水复合凝胶电解质；

11、步骤3、体表自由基含量传感器的组装：在干净的操作台上放置长：

12、1.0cm-5.0cm、宽：1.0cm-5.0cm、厚：10μm-500μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜作为下层封装材料；在其上放置一片长：5.0cm-10.0cm、宽：0.5cm-4.5cm、厚：10μm-500μm并粘接了铜导线b7的铝箔；在铝箔上层放置一层长0.8cm-4.8cm、宽：0.8cm-4.8cm、厚：10μm-500μm的聚乙烯醇/水复合凝胶电解质；在凝胶电解质上层放置一片长：0.5cm-4.5cm、宽：0.5cm-4.5cm、厚：10μm-500μm并粘接了铜导线的银/氯化银电极；在最上层放置长：

13、1.0cm-5.0cm、宽：1.0cm-5.0cm、厚：10μm-500μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜作为上层封装材料；将上下两层封装材料的边缘进行粘接，即可组装出该体表自由基含量传感器。

14、本发明的有益效果是：

15、本发明提出了一种体表自由基含量传感器及其制备方法。该传感器通过测量银/氯化银电极与紧贴皮肤表面的铝箔之间的电位差，从而不需采血即可廉价实时的评估人体体表的自由基水平。传感器中采用柔性聚苯二甲酸乙二酯薄膜作为电极基底材料与封装材料，采用柔性聚乙烯醇/水复合凝胶作为电解质，提高了传感器与体表的贴合程度与穿戴舒适性。本发明涉及的体表自由基含量传感器能满足人体健康领域对体表自由基进行方便、廉价的实时监测的要求。

技术特征：

1.体表自由基含量传感器，其特征在于：包括由上而下依次设置的上层封装材料(1)、银/氯化银电极(3)、聚乙烯醇/水复合凝胶电解质(4)、铝箔(5)、下层封装材料(6)，所述银/氯化银电极(3)和铝箔(5)分别粘贴有铜导线a(2)和铜导线b(7)。

2.根据权利要求1所述的体表自由基含量传感器，其特征在于，所述聚乙烯醇/水复合凝胶电解质(4)长：0.8cm-4.8cm、宽：0.8cm-4.8cm、厚：10μm-500μm；所述银/氯化银电极(3)长：0.5cm-4.5cm、宽：0.5cm-4.5cm、厚：10μm-500μm；所述铝箔(5)长：5.0cm-10.0cm、宽：0.5cm-4.5cm、厚：10μm-500μm；上层封装材料(1)和下层封装材料(6)均为长：1.0cm-5.0cm、宽：1.0cm-5.0cm、厚：10μm-500μm的聚对苯二甲酸乙二酯薄膜。

3.根据权利要求1所述的体表自由基含量传感器，其特征在于，所述银/氯化银电极(3)的基底材料为聚对苯二甲酸乙二酯薄膜，后通过涂覆或喷涂的方法将0.5g-1.0g的银和氯化银均匀地覆在聚对苯二甲酸乙二酯薄膜表面，其中聚对苯二甲酸乙二酯薄膜的分子量为2-5万da；银和氯化银的重量份比例为1：0.5-2。

4.根据权利要求1所述的体表自由基含量传感器，其特征在于，所述聚乙烯醇/水复合凝胶电解质(4)原料组分为：3-10重量份的聚乙烯醇，30-100重量份的水，30-90重量份的氯化钾溶液；所述聚乙烯醇的分子量为2-4万da，氯化钾溶液浓度为0.5mol/l-1.0mol/l。

5.根据权利要求1-4任一所述的体表自由基含量传感器的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

技术总结本发明公开了体表自由基含量传感器，包括由上而下依次设置的上层封装材料、银/氯化银电极、聚乙烯醇/水复合凝胶电解质、铝箔、下层封装材料，银/氯化银电极和铝箔分别粘贴有铜导线a和铜导线b，本发明还公开了体表自由基含量传感器的制备方法，本发明的传感器通过测量银/氯化银电极与紧贴皮肤表面的铝箔之间的电位差，从而不需采血即可廉价实时的评估人体体表的自由基水平。技术研发人员：惠昱晨,陈呵,张蕊杰,柳莹,潘天天,梁静雯,徐婧怡受保护的技术使用者：西安工程大学技术研发日：技术公布日：2024/8/5