CN112730401B

CN112730401B - 可穿戴阴道分泌物监测传感器及女性用品

Info

Publication number: CN112730401B
Application number: CN202110009518.1A
Authority: CN
Inventors: 郑兆柱; 张子怡; 龚夏怡; 李冬平; 唐誉; 关晋平; 李刚; 王晓沁
Original assignee: Suzhou University
Current assignee: Suzhou University
Priority date: 2021-01-05
Filing date: 2021-01-05
Publication date: 2022-07-12
Anticipated expiration: 2041-01-05
Also published as: CN112730401A

Abstract

本发明涉及一种可穿戴阴道分泌物监测传感器及女性用品，本发明的阴道分泌物监测传感器，包括丝素蛋白载体，丝素蛋白载体中包埋有用于检验过氧化氢的指示剂。本发明提供的女性用品包括本发明的上述阴道分泌物监测传感器。本发明的阴道分泌物监测传感器可检测过氧化氢浓度是否正常，利用该传感器可进行织物的功能性整理，进而可帮助判断女性阴道内乳酸杆菌的比例是否正常。

Description

可穿戴阴道分泌物监测传感器及女性用品

技术领域

本发明涉及纺织领域，尤其涉及一种可穿戴阴道分泌物监测传感器及女性用品。

背景技术

阴道及其微生物区系形成一个平衡的生态系统，其中乳酸杆菌占主导地位，阴道优势菌—乳酸菌的改变可引起阴道微生态菌群失调。阴道菌群微生态的失衡对宫颈疾病的发生发展影响甚大，对宫颈疾病的病程和定论起到举足轻重的作用，所以获知阴道微生态平衡的改变对宫颈病变的影响程度是必要的。

阴道微生态菌群的构成和HPV感染有关，阴道微生态环境正常者宫须HPV常为阴性，厌氧菌的过度生长和宫颈HPV感染有关，阴道微生态菌群失调增加HPV病毒的表达可引起宫领细胞学的变化。有研究发现，乳酸杆菌对肿痛的发生发展有抑制作用，乳酸杆菌能够激活黏膜免疫系统，增强机体免疫功能。乳酸杆菌有抗肿瘤细胞的作用，阴道内正常的乳酸杆菌含量对阴道癌、宫颈癌等有有效的预防作用，阴道内乳酸杆菌减少可导致条件致病菌增多，甚至会导致HPV感染。

研究发现如果由于某种因素致使生殖道内的乳酸杆菌活性及数量降低，就会导致生殖道内的其它厌氧菌群大量滋生，有害菌就会产生许多有害代谢产物如亚硝酸等致癌物质，致癌物质合并HPV感染等致癌因素的情况下，它们共同作用于宫颈上皮，导致宫颈上皮内瘤变(CIN)的发生，进一步发展为宫颈癌。

在阴道正常环境中，过氧化氢有益乳酸杆菌生长，其代谢产物能够有效杀灭有害病原菌，主要有念珠菌、支原体、阴道加特纳氏菌、拟杆菌、消化球菌、动弯杆菌等，且过氧化氢浓度和乳酸杆菌的数量成正相关。因此，通过检测过氧化氢浓度是否正常，可帮助判断女性阴道内乳酸杆菌的比例是否正常。从而对有效预防生殖系统癌前病变起到一定作用，为阻断癌症的进程提供可能。

Alma团队于2018年提出了利用可穿戴式生物传感器监测阴道分泌物。pH传感器分别基于电位传感器。传感器阵列嵌入在女性内衣中，并与柔性印刷电路板(PCB)相连，形成一个完全集成的设备，能够进行信号转导、调节(放大和滤波)、处理和无线传输。采用循环伏安法，以金作为电极材料，电沉积聚苯胺(PANI)制备pH工作电极，并设计移动应用程序来连接传感器。传感器将定期采样液体的pH值，通过蓝牙将信息发送到用户的智能手机，并显示收集到的数据。该方法可以实现阴道分泌物的日常实时自监测。

但是，由于pH值主要反应的是阴道环境中衣原体、解脲脲原体的平衡情况，对乳酸杆菌的检验不具有针对性。并且，该生物传感器的制备方法十分复杂，且电极材料昂贵，成本较高，难以广泛应用和生产。因此，针对上述问题，有必要提出新的可用于监测阴道分泌物的传感器。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种可穿戴阴道分泌物监测传感器及女性用品，本发明的阴道分泌物监测传感器可检测过氧化氢浓度是否正常，利用该传感器可进行织物的功能性整理，进而可帮助判断女性阴道内乳酸杆菌的比例是否正常。

本发明的第一个目的是公开一种阴道分泌物监测传感器，其包括丝素蛋白载体，丝素蛋白载体中包埋有用于检验过氧化氢的指示剂。

用于检验过氧化氢的指示剂在不同浓度的过氧化氢的作用下会呈现不同的颜色。

进一步地，检验过氧化氢的指示剂包括淀粉-碘化钾试剂。若乳酸杆菌比例正常，淀粉-碘化钾试剂遇阴道分泌物变为蓝色；若乳酸杆菌含量下降，则淀粉-碘化钾试剂遇阴道分泌物不变色，阴道菌群环境可能失调，有利于对宫颈癌的预防。

进一步地，淀粉-碘化钾试剂中，淀粉和碘化钾的质量比为1:1。

进一步地，阴道分泌物监测传感器还包括粘合剂，丝素蛋白载体和粘合剂的质量比为9:1～8:3。

进一步地，粘合剂为PVA。

进一步地，丝素蛋白载体和用于检验过氧化氢的指示剂的质量比为1:1～1:1.5。

进一步地，丝素蛋白载体中丝素蛋白的分子量为8000D以上。优选8000～14000D。

进一步地，丝素蛋白载体为经含醇类溶剂的溶液的蒸汽处理后的丝素蛋白。该步骤用于织物涂覆整理与固着。

进一步地，阴道分泌物包括乳酸杆菌。

本发明的第二个目的是提供一种女性用品，其包括本发明的上述阴道分泌物监测传感器；其中，女性用品包括吸收性制品或服装。

进一步地，服装为女士内裤；女士内裤的制备方法包括以下步骤：

(1)将丝素蛋白水溶液与淀粉-碘化钾试剂的水溶液混合后，得到混合溶液；将织物在混合溶液中浸轧处理并干燥；

(2)利用含醇类溶剂的溶液的蒸汽熨烫经步骤(1)整理后的织物并干燥。

进一步地，在步骤(1)中，丝素蛋白水溶液的制备方法包括以下步骤：

将蚕丝于Na₂CO₃溶液中煮沸进行脱胶，将脱胶后的蚕丝水洗后干燥，将得到的脱胶蚕丝溶于LiBr溶液中，透析、离心后得到丝素蛋白水溶液。优选地，Na₂CO₃溶液的浓度为0.02M；LiBr溶液的浓度为9.3M；煮沸时间为30分钟；水洗后干燥的温度为60℃，时间为4小时；透析袋的截留分子量为8000～14000D，透析时间为36h。

进一步地，在步骤(1)中，丝素蛋白水溶液中，丝素蛋白的质量分数为1.0％～1.5％。

进一步地，在步骤(1)中，淀粉-碘化钾试剂的水溶液的浓度为1.0％～1.5％。

进一步地，在步骤(1)中，淀粉-碘化钾试剂的水溶液的制备方法包括以下步骤：

将淀粉溶于水中，加热煮沸，待溶液冷却至30～40℃，加入碘化钾，混匀后得到淀粉-碘化钾试剂的水溶液。

进一步的，在步骤(1)中，将织物在混合溶液中浸轧处理并干燥时，织物的浸泡时间为30～45min。为达到润湿可反复揉搓织物。

进一步的，在步骤(1)中，织物选用无纺布或涤纶织物。

进一步的，在步骤(1)中，干燥温度为60℃，干燥时间为30～40分钟。

进一步地，在步骤(2)中，醇类溶剂包括乙醇、甲醇、PEG等。

进一步地，在步骤(2)中，含醇类溶剂的溶液中，醇类溶剂的质量分数为20％～25％。

进一步地，在步骤(2)中，蒸汽温度为90～120℃；熨烫时间为5～10s，熨烫次数为3～4次。

进一步地，吸收性制品为女性卫生产品。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：

1、本发明以丝素蛋白为载体包埋用于检验过氧化氢的指示剂，由于丝素蛋白良好的生物相容性，解决了检测试剂直接接触皮肤导致的刺激性问题；丝素蛋白载体中包埋的用于检验过氧化氢的指示剂，用于检验过氧化氢的指示剂在不同浓度的过氧化氢的作用下回呈现不同的颜色，可以直观有效反应阴道微生态环境中的乳酸杆菌情况是否正常。

2、本发明的女性用品上嵌入阴道分泌物监测传感器，阴道分泌物监测传感器中含有丝素蛋白，使得织物具有良好的吸湿性、透气性、生物相容性，环保无污染。

3、本发明的阴道分泌物监测传感器即女性用品原料来源广泛，工艺过程简单，降低了时间和费用成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合详细附图说明如后。

附图说明

图1是经步骤(6)处理前后的织物的扫描电镜图；

图2为经步骤(6)处理后的织物的透气性测试结果；

图3为经步骤(6)处理后的织物的吸湿性测试结果。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

(1)称取30g家蚕生丝于12L 0.02M的Na₂CO₃溶液中煮沸30分钟进行脱胶，将脱胶后的蚕丝用去离子水冲洗3次，置于通风橱中过夜风干。取风干后的脱胶蚕丝25g溶于100ml9.3M LiBr溶液中，放置于60℃烘箱中溶解4h，每小时摇晃一次.将所得溶液倒入截留分子量为8000D的透析袋中，然后置于去离子水中进行透析，透析36h，期间每4小时换水一次。取出透析好的溶液在高速心离机上离心得到新鲜的丝素蛋白水溶液后放置于冰箱中备用新鲜的丝素蛋白溶液的浓度约为5.8wt％。

(2)取10ml浓度为5.8wt％的丝素蛋白溶液放入做好标记的小烧杯中，加入48ml去离子水，得到58ml浓度为1wt％的丝素蛋白溶液。

(3)称取1.000克淀粉溶于200克水中，加热煮沸3分钟，待溶液冷却至35摄氏度时，加入1.000克碘化钾。搅拌均匀，就制成淀粉碘化钾溶液。

(4)将以上制备的10ml浓度为1wt％的丝素蛋白溶液和1ml淀粉碘化钾溶液搅拌混匀，得到混合溶液。

(5)取足够大的一匹涤纶织物，从涤纶织物上裁剪下一块大小约为15cm×15cm的织物样品，将裁剪后的织物样品放入步骤(4)制备的混合溶液中，让织物完全被混合溶液浸没，使其浸润后再反复搓洗三次，用轧机轧去多余的溶液。将样品展平放置于60摄氏度的烘箱中烘干约半小时，使织物干燥后取出。

(6)取32ml实验室中75vol％浓度的乙醇水溶液放入烧杯中，再加入88ml去离子水均匀混合，配置出120ml的20vol％乙醇水溶液，加入蒸汽熨斗的水槽中。反复用“低温蒸汽”档快速均匀地熨烫样品四次，蒸汽温度为100℃，每次熨烫时间为8s，熨烫完毕后将样品置于干燥通风处晾干。利用以上处理后的织物制备成女士内裤。

图1为经步骤(6)处理前后的织物的扫描电镜图。经丝素涂覆前，涤纶织物纤维表面大多光滑圆润，没有粘附物，每一束纤维可分辨出大量单根纤维(图1a)。而经丝素涂覆后，用扫描电镜观察涂覆丝素蛋白前和涂覆丝素蛋白后的涤纶织物有显著差异。可以很明显的从电镜图(图1b)中看到有丝素蛋白附着在纤维表面。从织物的表面进行观察，涂覆液在织物上形成了一层连续的膜，使纤维与纤维粘连在一起，纤维之间的空隙被涂覆液填充，因此单纤维和纤维之间的间隙变得微小。当纤维表面的沟槽裂纹被涂层液填充后，单根纤维表面变得更加光滑而圆润。

图2为经步骤(6)处理后的织物的透气性测试结果，从图2可以看出，测得的织物的透气性与涂覆的丝素蛋白溶液浓度成正比。涂覆的丝素蛋白溶液浓度越高，织物透气性越好。

图3为经步骤(6)处理后的织物的吸湿性测试结果。与未涂覆丝素的涤纶织物对照比较，用浓度为0.1％的丝素蛋白溶液整理涂覆涤纶织物的回潮率增加到了2倍，用浓度为0.5％的丝素蛋白溶液涂覆涤纶织物的回潮率则是提高到了7.25倍，用浓度为2.5％的丝素蛋白溶液涂覆涤纶织物的回潮率大幅度升高到了15.5倍。纺织品的回潮率与丝素溶液浓度成正比，随着丝素溶液浓度的提高，织物样品的回潮率不断增大，与对照组相比，增大幅度较为明显。

由以上测试结果可知，该整理方法可以有效解决涤纶面料吸湿透气性、亲肤性较差的问题，改善其在服用性能和生物相容性上的缺陷与不足，达到仿真丝的效果。同时，还可以有效防止降低试剂对人体的刺激和伤害，达到安全健康日常检测的作用。

以上仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种女性用品，其特征在于：包括阴道分泌物监测传感器；所述女性用品为女士内裤；所述女士内裤的制备方法包括以下步骤：

（1）将丝素蛋白水溶液与淀粉-碘化钾试剂的水溶液混合后，得到混合溶液；将织物在所述混合溶液中浸轧处理并干燥；

（2）利用含醇类溶剂的溶液的蒸汽熨烫经步骤（1）整理后的织物并干燥；

步骤（2）中，所述醇类溶剂包括乙醇、甲醇和PEG中的一种或几种；

所述阴道分泌物监测传感器包括丝素蛋白载体，所述丝素蛋白载体中包埋有用于检验过氧化氢的指示剂淀粉-碘化钾试剂；所述丝素蛋白载体和用于检验过氧化氢的指示剂淀粉-碘化钾试剂的质量比为1:1；所述丝素蛋白载体中丝素蛋白的分子量为8000~14000D。

2.根据权利要求1所述女性用品，其特征在于：步骤（1）中，所述混合溶液中还包括粘合剂，所述丝素蛋白载体和粘合剂的质量比为9:1~8:3。

3.根据权利要求1所述女性用品，其特征在于：所述阴道分泌物包括乳酸杆菌。