CN111678950A - 一种用于检测汗液中皮质醇的传感器 - Google Patents

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王洋洋
朱晓明
胡宇涵
杨思远
咸婉婷
王晓光
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Abstract

一种用于检测汗液中皮质醇的传感器，涉及一种用于检测皮质醇的传感器。目的是解决现有皮质醇检测分析速度慢和所需设备体积大的问题，提出一种用于检测汗液中皮质醇的传感器。传感器由基底层(1)、电极(2)和皮质醇选择性分子印迹膜(3)构成；所述电极(2)设置于基底层(1)上表面，电极(2)嵌入在皮质醇选择性分子印迹膜(3)内。本发明传感器为微型、易集成、可穿戴、可以进行无创检测的皮质醇传感器，其体积小，且检测速度高。本发明适用于制备检测汗液中皮质醇的传感器。

Description

一种用于检测汗液中皮质醇的传感器
技术领域
本发明涉及一种用于检测皮质醇的传感器。
背景技术
皮质醇是一种可以由人体自然产生的皮质类固醇激素，当人处于生理或心理紧张状态时皮质醇会升高，进而会导致血压增高、骨密度降低、减少免疫反应等，对人体健康存在负面影响。这种激素水平过高或过低被称为皮质醇增多症或者肾上腺皮质功能减退。目前皮质醇水平的检测主要依靠仪器分析，分析速度慢，设备体积大，无法实现可穿戴进行实时监测。
发明内容
本发明为了解决现有皮质醇检测分析速度慢和所需设备体积大的问题，提出一种用于检测汗液中皮质醇的传感器。
本发明用于检测汗液中皮质醇的传感器由基底层、电极和皮质醇选择性分子印迹膜构成；所述电极设置于基底层上表面，电极嵌入在皮质醇选择性分子印迹膜内。
本发明原理及有益效果为：
1、本发明通过对皮质醇传感器的结构设计，制作出微型、易集成、可穿戴、可以进行无创检测的皮质醇传感器；本发明传感器体积小，容易与其他传感器集成，并且易实现可穿戴，解决了目前人体皮质醇检测依靠大型分析仪器，无法实现实时检测的问题，并且检测速度提高。
2、本发明皮质醇传感器中皮质醇选择性分子印迹膜能够对汗液中皮质醇的选择性检测，当汗液中的皮质醇进入皮质醇选择性分子印迹膜中时，皮质醇选择性分子印迹膜电阻改变，通过对皮质醇选择性分子印迹膜的电阻的检测即实现对皮质醇及皮质醇含量的检测。
3、本发明制备的皮质醇选择性分子印迹膜实现了皮质醇的选择性识别，制备的皮质醇选择性分子印迹膜为室温固化材料，材料制备工艺简单，易成型，理化性质稳定；
4、本发明电极采用贵金属做电极，不易与皮质醇选择性分子印迹膜及成膜溶剂发生反应，化学性质比较稳定，延长了传感器的使用寿命。
附图说明
图1为实施例1制备的用于检测汗液中皮质醇的传感器的剖面图；
图2为实施例1制备的用于检测汗液中皮质醇的传感器的俯视图(不含选择性分子印迹膜)；
图3为实施例1制备的用于检测汗液中皮质醇的传感器的俯视图(含选择性分子印迹膜)。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。
具体实施方式一：本实施方式用于检测汗液中皮质醇的传感器由基底层1、电极2和皮质醇选择性分子印迹膜3构成；所述电极2设置于基底层1上表面，电极2嵌入在皮质醇选择性分子印迹膜3内。
1、本实施方式通过对皮质醇传感器的结构设计，制作出微型、易集成、可穿戴、可以进行无创检测的皮质醇传感器；本发明传感器体积小，容易与其他传感器集成，并且易实现可穿戴，解决了目前人体皮质醇检测依靠大型分析仪器，无法实现实时检测的问题，并且检测速度提高。
2、本实施方式皮质醇传感器中皮质醇选择性分子印迹膜3能够对汗液中皮质醇的选择性检测，当汗液中的皮质醇进入皮质醇选择性分子印迹膜3中时，皮质醇选择性分子印迹膜3电阻改变，通过对皮质醇选择性分子印迹膜3的电阻的检测即实现对皮质醇及皮质醇含量的检测。
3、本实施方式制备的皮质醇选择性分子印迹膜实现了皮质醇的选择性识别，制备的皮质醇选择性分子印迹膜为室温固化材料，材料制备工艺简单，易成型，理化性质稳定；
4、本实施方式电极采用贵金属做电极，不易与皮质醇选择性分子印迹膜及成膜溶剂发生反应，化学性质比较稳定，延长了传感器的使用寿命。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：所述基底层1材质为陶瓷、玻璃、聚酰亚胺或涤纶树脂。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：所述电极2材质为Pt、Au、Ag、C或Ag/Pd。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：所述电极2为两电极结构且形状为双螺旋平面电极、叉指电极、圆环电极、圆盘电极中的一种。
具体实施方式五：本实施方式用于检测汗液中皮质醇的传感器的制备方法按照以下步骤进行：
一、采用丝网印刷或者溅射的方式在基底层1表面制作电极2；
二、将皮质醇选择性分子印迹材料溶解于四氢呋喃中，采用丝网印刷的方式涂覆在整个电极覆盖区域，在室温下干燥固化2～5h，得到皮质醇选择性分子印迹膜3，即完成。
1、本实施方式通过对皮质醇传感器的结构设计，制作出微型、易集成、可穿戴、可以进行无创检测的皮质醇传感器；本发明传感器体积小，容易与其他传感器集成，并且易实现可穿戴，解决了目前人体皮质醇检测依靠大型分析仪器，无法实现实时检测的问题，并且检测速度提高。
2、本实施方式皮质醇传感器中皮质醇选择性分子印迹膜3能够对汗液中皮质醇的选择性检测，当汗液中的皮质醇进入皮质醇选择性分子印迹膜3中时，皮质醇选择性分子印迹膜3电阻改变，通过对皮质醇选择性分子印迹膜3的电阻的检测即实现对皮质醇及皮质醇含量的检测。
3、本实施方式制备的皮质醇选择性分子印迹膜实现了皮质醇的选择性识别，制备的皮质醇选择性分子印迹膜为室温固化材料，材料制备工艺简单，易成型，理化性质稳定；
4、本实施方式电极采用贵金属做电极，不易与皮质醇选择性分子印迹膜及成膜溶剂发生反应，化学性质比较稳定，延长了传感器的使用寿命。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是：步骤二所述皮质醇选择性分子印迹材料的制备方法为：
①、采用本体聚合法制备，首先以0.2～0.22mmol的皮质醇作为模板，将0.0004～0.00042mmol的2,2’-偶氮二(2-甲基丙腈)、0.0004～0.00042mmol的偶氮二异丁腈、1.1～1.2mmol的甲基丙烯酸和3.6～12mmol的交联剂溶解在溶剂中，在反应室中密封混合物，使用氮气脱气10～12分钟，在室温下通过紫外线照射30～32小时进行聚合，得到聚合物；
其中2,2’-偶氮二(2-甲基丙腈)为引发剂，甲基丙烯酸为功能单体，乙二醇甲基丙烯酸为交联剂；
②、将步骤①所得聚合物进行研磨和洗涤，得到皮质醇选择性分子印迹材料。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式五或六不同的是：步骤②所述洗涤的工艺为：首先将研磨后的聚合物分散于盛有洗涤液的离心管中，摇动离心管25～30分钟后以1000～1100转/分的转速离心13～15分钟完成一次洗涤，重复洗涤3～5次，分离出聚合物并在45～50℃下真空干燥10～12h。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式五至七之一不同的是：其特征在于：步骤②所述洗涤时采用的洗涤液为醋酸和甲醇的混合物，醋酸和甲醇的体积比为8～9:2。
实施例1：
结合图1～3说明本实施例，本实施例用于检测汗液中皮质醇的传感器由基底层1、电极2和皮质醇选择性分子印迹膜3构成；所述电极2设置于基底层1上表面，电极2嵌入在皮质醇选择性分子印迹膜3内；
所述基底层1材质为陶瓷；
所述电极2材质为Pt；
所述电极2为两电极结构且形状为双螺旋平面电极；
上述用于检测汗液中皮质醇的传感器的制备方法按照以下步骤进行：
一、采用丝网印刷或者溅射的方式在基底层1表面制作电极2；
二、将皮质醇选择性分子印迹材料溶解于四氢呋喃中，采用丝网印刷的方式涂覆在整个电极覆盖区域，在室温下干燥固化3h，得到皮质醇选择性分子印迹膜3，即完成；
所述皮质醇选择性分子印迹材料的制备方法为：
①、采用本体聚合法制备，首先以0.2mmol的皮质醇作为模板，将0.0004mmol的2,2’-偶氮二(2-甲基丙腈)、0.0004mmol的偶氮二异丁腈、1.2mmol的甲基丙烯酸和8mmol的交联剂溶解在溶剂中，在反应室中密封混合物，使用氮气脱气10分钟，在室温下通过紫外线照射30小时进行聚合，得到聚合物；其中2,2’-偶氮二(2-甲基丙腈)为引发剂，甲基丙烯酸为功能单体，乙二醇甲基丙烯酸为交联剂；
②、将步骤①所得聚合物进行研磨和洗涤，得到皮质醇选择性分子印迹材料；
所述洗涤的工艺为：首先将研磨后的聚合物分散于盛有洗涤液的离心管中，摇动离心管30分钟后以1000转/分的转速离心15分钟完成一次洗涤，重复洗涤4次，分离出聚合物并在50℃下真空干燥12h；所述洗涤时采用的洗涤液为醋酸和甲醇的混合物，醋酸和甲醇的体积比为8:2。
本实施例通过对皮质醇传感器的结构设计，制作出微型、易集成、可穿戴、可以进行无创检测的皮质醇传感器；本实施例传感器体积小，容易与其他传感器集成，并且易实现可穿戴，解决了目前人体皮质醇检测依靠大型分析仪器，无法实现实时检测的问题，并且检测速度提高。本实施例皮质醇传感器中皮质醇选择性分子印迹膜3能够对汗液中皮质醇的选择性检测，当汗液中的皮质醇进入皮质醇选择性分子印迹膜3中时，皮质醇选择性分子印迹膜3电阻改变，通过对皮质醇选择性分子印迹膜3的电阻的检测即实现对皮质醇及皮质醇含量的检测。本实施例制备的皮质醇选择性分子印迹膜实现了皮质醇的选择性识别，制备的皮质醇选择性分子印迹膜为室温固化材料，材料制备工艺简单，易成型，理化性质稳定；4、本实施例电极采用贵金属做电极，不易与皮质醇选择性分子印迹膜及成膜溶剂发生反应，化学性质比较稳定，延长了传感器的使用寿命。

Claims (8)

1.一种用于检测汗液中皮质醇的传感器，其特征在于：用于检测汗液中皮质醇的传感器由基底层(1)、电极(2)和皮质醇选择性分子印迹膜(3)构成；所述电极(2)设置于基底层(1)上表面，电极(2)嵌入在皮质醇选择性分子印迹膜(3)内。
2.根据权利要求1所述的用于检测汗液中皮质醇的传感器，其特征在于：所述基底层(1)材质为陶瓷、玻璃、聚酰亚胺或涤纶树脂。
3.根据权利要求1所述的用于检测汗液中皮质醇的传感器，其特征在于：所述电极(2)材质为Pt、Au、Ag、C或Ag/Pd。
4.根据权利要求1所述的用于检测汗液中皮质醇的传感器，其特征在于：所述电极(2)为两电极结构且形状为双螺旋平面电极、叉指电极、圆环电极、圆盘电极中的一种。
5.如权利要求1所述的用于检测汗液中皮质醇的传感器的制备方法，其特征在于：该方法按照以下步骤进行：
一、采用丝网印刷或者溅射的方式在基底层(1)表面制作电极(2)；
二、将皮质醇选择性分子印迹材料溶解于四氢呋喃中，采用丝网印刷的方式涂覆在整个电极覆盖区域，在室温下干燥固化2～5h，得到皮质醇选择性分子印迹膜(3)，即完成。
6.如权利要求5所述的用于检测汗液中皮质醇的传感器的制备方法，其特征在于：步骤二所述皮质醇选择性分子印迹材料的制备方法为：
①、采用本体聚合法制备，首先以0.2～0.22mmol的皮质醇作为模板，将0.0004～0.00042mmol的2,2’-偶氮二(2-甲基丙腈)、0.0004～0.00042mmol的偶氮二异丁腈、1.1～1.2mmol的甲基丙烯酸和3.6～12mmol的交联剂溶解在溶剂中，在反应室中密封混合物，使用氮气脱气10～12分钟，在室温下通过紫外线照射30～32小时进行聚合，得到聚合物；
其中2,2’-偶氮二(2-甲基丙腈)为引发剂，甲基丙烯酸为功能单体，乙二醇甲基丙烯酸为交联剂；
②、将步骤①所得聚合物进行研磨和洗涤，得到皮质醇选择性分子印迹材料。
7.根据权利要求6所述的用于检测汗液中皮质醇的传感器的制备方法，其特征在于：步骤②所述洗涤的工艺为：首先将研磨后的聚合物分散于盛有洗涤液的离心管中，摇动离心管25～30分钟后以1000～1100转/分的转速离心13～15分钟完成一次洗涤，重复洗涤3～5次，分离出聚合物并在45～50℃下真空干燥10～12h。
8.根据权利要求6所述的用于检测汗液中皮质醇的传感器的制备方法，其特征在于：步骤②所述洗涤时采用的洗涤液为醋酸和甲醇的混合物，醋酸和甲醇的体积比为(8～9):2。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030224526A1 (en) * 2002-05-28 2003-12-04 Lawrence David S. Cortisol sensor
CN103688172A (zh) * 2011-09-30 2014-03-26 株式会社日立制作所 分子模板及其制造方法
US20170227486A1 (en) * 2016-02-09 2017-08-10 The Florida International University Board Of Trustees Sensors for the detection of analytes
KR20190086182A (ko) * 2018-01-12 2019-07-22 씨제이제일제당 (주) 저항 스위칭 및 이력현상의 변화를 이용한 코티솔 검출용 바이오센서, 이의 제조방법 및 응용

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030224526A1 (en) * 2002-05-28 2003-12-04 Lawrence David S. Cortisol sensor
CN103688172A (zh) * 2011-09-30 2014-03-26 株式会社日立制作所 分子模板及其制造方法
US20170227486A1 (en) * 2016-02-09 2017-08-10 The Florida International University Board Of Trustees Sensors for the detection of analytes
KR20190086182A (ko) * 2018-01-12 2019-07-22 씨제이제일제당 (주) 저항 스위칭 및 이력현상의 변화를 이용한 코티솔 검출용 바이오센서, 이의 제조방법 및 응용

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HILMIYE DENIZ ERTUĞRUL UYGUN 等: "Non-invasive cortisol detection in saliva by using molecularly cortisol imprinted fullerene-acrylamide modified screen printed electrodes", 《TALANTA》 *
NOBUO MURASE 等: "A molecularly imprinted nanocavity-based fluorescence polarization assay platform for cortisol sensing", 《JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B》 *
PARLAK 等: "Molecularly selective nanoporous membrane-based wearable organic electrochemical device for noninvasive cortisol sensing", 《SCIENCE ADVANCES》 *
张杰 等: "分子印迹技术在甾类物质识别和分析中的应用", 《化学试剂》 *

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