[發明專利]單向透過式汗液傳感器及其制作方法、可穿戴裝置

在審

• 申請號: 202011632245.8
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN114680883A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 王書琪;張珽;楊顯青;劉夢愿;李連輝
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
• 主分類號: A61B5/1486
• 分類號: A61B5/1486
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司 44304
• 代理人: 孫偉峰;武岑飛

提供了一種單向透過式汗液傳感器的制作方法，其包括：制作形成用于使汗液單方向透過的單向透過式疏水通道層、透過式傳感檢測層以及吸水擴散層；將所述透過式傳感檢測層固定在所述單向透過式疏水通道層和所述吸水擴散層之間。還提供了一種由該制作方法制作形成的單向透過式汗液傳感器以及具有該單向透過式汗液傳感器的可穿戴裝置。在本發明中，汗液按時間順序通過透過式傳感檢測層被檢測后，由吸水擴散層吸走，如此汗液不會殘留，避免了新舊汗液的混合，并且單向透過式疏水通道層的設置也能夠避免汗液回流到透過式傳感檢測層，從而不會影響汗液的檢測準確性。

技術領域

本發明屬于傳感器技術領域，具體地講，涉及一種單向透過式汗液傳感器及其制作方法、可穿戴裝置。

背景技術

汗液是汗腺分泌到全身皮膚表面的體液，其中包括99％的水、電解質離子(Na⁺，Cl^-，K⁺，NH₄⁺)、代謝小分子(乙醇、皮質醇、尿素和乳酸)、多肽和小分子蛋白質(神經肽和細胞素)等等。汗液成分的異常變化和其血液濃度水平相關或直接指示某種疾病。因此，開發可檢測人體體液中與生理健康相關分子的可穿戴式汗液檢測裝置是目前以及未來一段時間該領域的研究重點之一。

目前多數可穿戴式汗液檢測裝置將電化學傳感器直接貼敷在皮膚表面，其設計由于缺少完整的汗液采集傳輸和排出結構，往往會導致汗液的采集轉運和汗液的回流出現問題，從而導致新舊汗液濃度的混合，進而對汗液檢測的準確性造成嚴重的影響。

發明內容

為了解決上述現有技術中存在的技術問題，本發明提供了一種防止新舊汗液混合的單向透過式汗液傳感器及其制作方法、可穿戴裝置。

根據本發明的實施例的一方面提供的單向透過式汗液傳感器的制作方法，其包括：制作形成用于使汗液單方向透過的單向透過式疏水通道層、透過式傳感檢測層以及吸水擴散層；將所述透過式傳感檢測層固定在所述單向透過式疏水通道層和所述吸水擴散層之間。

在上述一方面提供的單向透過式汗液傳感器的制作方法中，所述單向透過式疏水通道層為多孔網絡纖維結構薄膜，所述單向透過式疏水通道層的材料為聚氨酯或者聚四氟乙烯或者聚二甲基硅氧烷。

在上述一方面提供的單向透過式汗液傳感器的制作方法中，所述透過式傳感檢測層包括透過式電化學傳感器，所述透過式電化學傳感器至少包括工作電極和參比電極，所述工作電極和所述參比電極均包括：多孔網絡薄膜結構電極、在所述多孔網絡薄膜結構電極上的傳感層以及在所述多孔網絡薄膜結構電極和所述傳感層上的敏感材料層。

在上述一方面提供的單向透過式汗液傳感器的制作方法中，所述多孔網絡薄膜結構電極為碳納米纖維薄膜電極或者碳納米管纖維織物電極或者金屬網格電極。

在上述一方面提供的單向透過式汗液傳感器的制作方法中，所述傳導層的材料為金納米顆粒或者鉑納米顆粒或者普魯士藍納米顆粒或者金屬-有機框架材料。

在上述一方面提供的單向透過式汗液傳感器的制作方法中，所述工作電極的敏感材料層的材料為氧化酶分子、殼聚糖、全氟磺酸膜或者離子選擇性敏感膜；所述參比電極的敏感材料層的材料為Ag/AgCl膜、聚合物和鹽顆粒的混合物薄膜或者全氟磺酸膜。

在上述一方面提供的單向透過式汗液傳感器的制作方法中，所述吸水擴散層為多孔網絡纖維結構薄膜，所述吸水擴散層的材料為纖維素無紡布、聚丙烯腈紡絲薄膜或者吸水性織物。

在上述一方面提供的單向透過式汗液傳感器的制作方法中，利用由靜電紡絲方法制備形成的粘合劑薄膜將所述透過式傳感檢測層固定在所述單向透過式疏水通道層和所述吸水擴散層之間。

根據本發明的實施例的另一方面提供的單向透過式汗液傳感器，其由上述的單向透過式汗液傳感器的制作方法制作形成。