[發明專利]纖維狀可穿戴汗液傳感器的封裝結構

在審

• 申請號: 202110702380.3
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113358729A
• 公開（公告）日: 2021-09-07
• 發明（設計）人: 羅夢穎;王棟;李沐芳;陸瑩;蔣海青;趙青華
• 申請（專利權）人: 武漢紡織大學
• 主分類號: G01N27/327
• 分類號: G01N27/327;A61B5/1477;A61B5/145
• 代理公司: 武漢卓越志誠知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42266
• 代理人: 胡婷婷

本發明提供了一種纖維狀可穿戴汗液傳感器的封裝結構。該結構包括用于生物傳感檢測的纖維電極芯層和包覆在所述纖維電極芯層表面的封裝層，所述封裝層具有親水性和滲透性，用于將待檢測的物質傳輸至所述纖維電極芯層，實現生物傳感檢測。其中，纖維電極芯層優選通過在纖維基材表面制備一層金屬層，然后浸漬于蛋白質磷酸鹽緩沖液中，纖維基材表面的金屬層在酸性條件下反應得到金屬離子，進而與蛋白質和磷酸鹽反應得到金屬?蛋白質基纖維電極芯層。如此得到的封裝結構，不僅可以保護電極材料，還能收集汗液，為工作電極提供穩定的檢測環境，傳感效率和安全性均能得到保障，便于柔性可穿戴器件的制備和集成。

技術領域

本發明涉及生物傳感技術領域，尤其涉及一種纖維狀可穿戴汗液傳感器的封裝結構。

背景技術

封裝是電子器件中必不可少的加工工藝，其目的是基于產品的應用環境需求和使用要求，實現產品外觀及性能最優化。目前，柔性可穿戴電子設備因具有便攜、靈敏、靈活、可連續工作等特點，受到國內外研究學者及廣大群眾的關注。但是目前研究主要集中在實現和優化器件自身的檢測能力，對于器件的封裝研究尚少。

專利CN211560068U公開了一種新型纖維電極、電極扣封裝機構和身體參數測量衣，通過磁性電極扣將纖維電極進行封裝，但是該方法不能確保纖維電極的柔性。

專利CN112164828A公開了一種纖維狀柔性鋁離子電池及其制備方法，以石墨烯纖維、鋁絲、玻璃纖維分別作為正極、負極、隔膜，采用聚丙烯熱縮管進行封裝，得到纖維狀柔性鋁離子電池。該方法能確保纖維狀電池的柔性，但是不適用于纖維狀可穿戴汗液傳感器，無法收集、傳遞汗液。

有鑒于此，有必要設計一種改進的纖維狀可穿戴汗液傳感器的封裝結構，以解決上述問題。

發明內容

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種纖維狀可穿戴汗液傳感器的封裝結構。該結構不僅可以保護電極材料，還能收集汗液，為工作電極提供穩定的檢測環境，便于柔性可穿戴器件的制備和集成。

為實現上述發明目的，本發明提供了一種纖維狀可穿戴汗液傳感器的封裝結構，包括用于生物傳感檢測的纖維電極芯層和包覆在所述纖維電極芯層表面的封裝層，所述封裝層具有親水性和滲透性，用于將待檢測的物質傳輸至所述纖維電極芯層，實現生物傳感檢測。

作為本發明的進一步改進，所述封裝層包括外包纖維。

作為本發明的進一步改進，所述外包纖維以螺旋狀纏繞在所述纖維電極芯層的表面。

作為本發明的進一步改進，所述封裝層包括若干根外包纖維，所述若干根外包纖維平行包覆于所述纖維電極芯層的表面。

作為本發明的進一步改進，所述封裝層包括若干根外包纖維，所述若干根外包纖維呈縱橫交錯結構包覆于所述纖維電極芯層的表面。

作為本發明的進一步改進，所述外包纖維為棉線、麻、羊毛、蠶絲、滌綸、尼龍、腈綸、氨綸中的一種或多種。

作為本發明的進一步改進，所述纖維電極芯層的表面固定有生物敏感活性物質。

作為本發明的進一步改進，所述纖維電極芯層通過以下方法制備：

S1.在纖維基材表面制備一層金屬層；

S2.配制pH≤7的蛋白質磷酸鹽緩沖液；

S3.將經步驟S1處理的纖維基材浸漬于步驟S2所述的蛋白質磷酸鹽緩沖液中反應預設時間，纖維基材表面的金屬層在酸性條件下反應得到金屬離子，進而與蛋白質和磷酸鹽反應得到所述金屬-蛋白質基纖維電極芯層。

作為本發明的進一步改進，在步驟S1中，所述金屬層為銅、鋅、鈣、鋁、鎂、鐵、鎳、鈷的單質或化合物中的一種或多種；所述纖維基材為導電纖維基材。