CN115810437A - 一种导电液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种导电液，该导电液按质量百分比计，包括：增稠剂1％～5％，pH调节剂0.001％～1％，保湿剂5％～40％，盐类电解质5％～15％，表面活性剂0.1％～1％，增溶剂0.1％～1％，剩余为溶剂。本发明还涉及一种导电液的制备方法，包括以下步骤：将保湿剂、表面活性剂、增溶剂、增稠剂、第一溶剂混合，加热后得到第一混合溶液；将pH调节剂、盐类电解质、第二溶剂混合，得到第二混合溶液；将第一混合溶液与第二混合溶液混合后，得到导电液。本发明通过在导电液中添加表面活性剂与增溶剂，溶解皮肤表面的油脂层，增加导电液与皮肤的浸润性，使其具有免脱脂的效果。
Description
技术领域
本发明涉及医用导电液领域，具体涉及一种脑电传感器导电液及其制备方法。
背景技术
生物电信号是人体最基本的生理信号之一，通过对生物电信号的监测可以对多种生理疾病(如脑血栓、心肌梗塞、心律失常以及心脏骤停等心脑血管疾病)进行诊断和预防。此外，生物电信号还能用于脑机接口、康复医学、睡眠监测，麻醉深度监测等领域的研究。
生物电传感器中最核心的部件是电极，电极与人体直接接触，可以起到生物电信号的激励、采集、传导等作用。对于常见的电极来说，因为电极材料与人体皮肤的接触面积有限，电极直接与皮肤接触的阻抗很高，无法传输生物电信号，因此需要导电介质的辅助。
导电液是最常见的导电介质形式，广泛用于一次性无创脑电传感器以及其他生物电传感器，主要作用在于浸润皮肤，增大接触面积，减少电极与皮肤间的接触阻抗。人体皮肤表面通常存在一层不导电的油脂层，油脂层的存在会阻碍导电液的浸润，会造成导电性能不良，因此通常在粘贴传感器之前要对皮肤表面进行处理，用盐水或酒精擦除油脂层(即脱脂操作)，增加信号读取的准确性，这一步操作无疑降低了测试效率。
因此，开发出一种具有免脱脂效果的导电液是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种具有免脱脂效果的导电液。
本发明第一方面提供了一种导电液，该导电液按质量百分比计，包括：增稠剂1％～5％，pH调节剂0.001％～1％，保湿剂5％～40％，盐类电解质5％～15％，表面活性剂0.1％～1％，增溶剂0.1％～1％，剩余为溶剂。
优选地，所述表面活性剂为吐温60、吐温80、PEG-6辛酸/癸酸甘油酯类、泊洛沙姆184中的一种或多种。
优选地，所述增溶剂为棕榈酸异丙酯、PEG-40氢化蓖麻油中的一种或多种。
在本发明中，导电液中含有表面活性剂与增溶剂等成分，可以溶解皮肤表面的油脂层，增加导电液与皮肤的浸润性，可以达到免脱脂的效果，即不需要事先对皮肤进行处理，直接粘贴即可正常读取信号，可用于麻醉深度监测，与同类产品相比可以节省一个操作步骤，提升工作效率。
优选地，该导电液按质量百分比计，包括：增稠剂1.5％～2.5％(例如可为1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％、2.1％、2.2％、2.3％、2.4％、2.5％、)；
pH调节剂0.05％～0.5％(例如可为0.05％、0.06％、0.07％、0.08％、0.09％、0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％)；
保湿剂16％～32％(例如可为16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％、32％)；
盐类电解质8％～12％(例如可为8％、8.5％、9％、9.5％、10％、10.5％、11％、11.5％、12％)；
表面活性剂0.5％～1％(例如可为0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％)；
增溶剂0.1％～0.2％(例如可为0.11％、0.12％、0.13％、0.14％、0.15％、0.16％、0.17％、0.18％、0.19％、0.2％)，剩余为溶剂。
优选地，上述导电液按质量百分比计，还包括：稳定剂0.1％～1％，例如可为0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％、1％。
优选地，所述稳定剂为EDTA二钠、焦磷酸钠中的一种或多种。
在本发明中，添加稳定剂可以起到稳定导电液的作用。
优选地，上述导电液按质量百分比计，还包括：防腐剂0.1％～0.5％，例如可为0.1％、0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.5％。
优选地，所述防腐剂为苯氧乙醇、山梨酸钾、对羟基苯甲酸甲酯中的一种或多种。
在本发明中，防腐剂能抑制微生物活动，防止导电液腐败变质，延长保质期。
优选地，上述导电液按质量百分比计，还包括：稳定剂0.1％～0.5％。
优选地，上述导电液按质量百分比计，还包括：防腐剂0.1％～0.3％。
优选地，所述盐类电解质为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾中的一种或多种。
更优选地，所述盐类电解质为氯盐(如氯化钠或氯化钾)与硫酸盐(如硫酸钠或硫酸钾)的混合物。采用不同盐类电解质复配的方式可以减小对电极盘的腐蚀。
在本发明中，盐类电解质为导电液提供导电性能。
优选地，所述PH调节剂为碳酸氢钠、磷酸二氢钠、三乙醇胺、柠檬酸中的一种或多种。
在本发明中，添加PH调节剂调节导电液的PH值到合适的水平。
优选地，所述增稠剂为卡拉胶、明胶、瓜儿豆胶、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或多种。
在本发明中，增稠剂为导电液提供合适的粘度。
优选地，所述保湿剂为1,3-丙二醇、丁二醇、二丙二醇、甲基丙二醇、1,2-戊二醇、甘油中的一种或多种。
在本发明中，添加保湿剂可以起到增加导电液保湿性能、防止导电液干涸的作用。
优选地，所述溶剂为水和乙醇的混合物，所述水可为纯化水或去离子水。所述乙醇可为无水乙醇。
本发明第二方面提供了一种上述导电液的制备方法，包括以下步骤：
将保湿剂、表面活性剂、增溶剂、增稠剂、第一溶剂混合，加热后得到第一混合溶液；
将PH调节剂、盐类电解质、第二溶剂混合，得到第二混合溶液；
将第一混合溶液与第二混合溶液混合后，得到导电液。
优选地，制备所述第一混合溶液包括：将防腐剂与所述保湿剂、所述表面活性剂、所述增溶剂、所述增稠剂、所述第一溶剂混合；
制备所述第二混合溶液包括：将稳定剂与所述pH调节剂、所述盐类电解质、所述第二溶剂混合。
优选地，第一溶剂为乙醇或无水乙醇。
优选地，第二溶剂为水、去离子水或纯化水。
优选地，所述加热温度为40～70℃，例如可为40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃。加热过程可使各成分充分混合，若加热温度过低，增稠剂溶解不充分，若加热温度过高，会导致部分成分快速挥发，使导电液中各成分不符合所设计的比例。
相比现有技术，本发明的有益效果：
1、本发明提供了一种导电液，通过在导电液中添加表面活性剂与增溶剂，从而溶解皮肤表面的油脂层，增加导电液与皮肤的浸润性，使其具有免脱脂的效果，增加信号读取的准确性，提高测试效率。
2、本发明通过采用不同盐类电解质复配的方式以及在导电液中添加稳定剂，有效提高了导电液在有效期内的稳定性，减小对电极盘的腐蚀。
3、本发明提供的导电液，具有合适的粘度和pH值，使用便捷。
具体实施方式
为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施例对本发明所述的技术方案做进一步说明，但本发明不仅限于此。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。除非另有说明，实施例中使用的原料和试剂均为市售商品。本文未记载的试剂、仪器或操作步骤均是本领域普通技术人员可常规确定的内容。
实施例1
取一个烧杯，将0.3g对羟基苯甲酸甲酯和0.3g山梨酸钾溶解在2g的无水乙醇中，然后加入16g甘油、8g 1,3-丙二醇、1g瓜儿豆胶和1g羧甲基纤维素钠，搅拌均匀，在50℃加热使其充分溶解，然后另取一烧杯，加入8g硫酸钠和8g硫酸钾以及0.05g磷酸二氢钠和0.1g碳酸氢钠，加入适量纯化水，搅拌使盐类充分溶解，然后将溶液倒入第一个烧杯中，补充纯化水使溶液总重量为100g，持续搅拌，直到形成均一的溶液，得到导电液样品。
实施例2
取一个烧杯，将0.1g苯氧乙醇和0.3g山梨酸钾溶解在2g的无水乙醇中，然后加入16g甘油、8g 1,2-戊二醇、1g卡拉胶、1g羧甲基纤维素钠，搅拌均匀，在50℃加热使其充分溶解，然后另取一烧杯，加入8g硫酸钠和8g硫酸钾以及0.05g柠檬酸和0.1g三乙醇胺，加入适量纯化水，搅拌使盐类充分溶解，然后将溶液倒入第一个烧杯中，补充纯化水使溶液总重量为100g，持续搅拌，直到形成均一的溶液，得到导电液样品。
实施例3
取一个烧杯，将0.1g苯氧乙醇和0.3g山梨酸钾溶解在2g的无水乙醇中，然后加入16g甘油、8g 1,2-戊二醇、1g卡拉胶、1g羧甲基纤维素钠，搅拌均匀，在50℃加热使其充分溶解，然后另取一烧杯，加入8g硫酸钠和8g氯化钾以及0.05g柠檬酸和0.1g三乙醇胺，加入适量纯化水，搅拌使盐类充分溶解，然后将溶液倒入第一个烧杯中，补充纯化水使溶液总重量为100g，持续搅拌，直到形成均一的溶液，得到导电液样品。
实施例4
将0.1g苯氧乙醇和0.3g山梨酸钾溶解在2g的无水乙醇中，然后加入16g甘油、8g1,2-戊二醇、1g卡拉胶、1g羧甲基纤维素钠、0.5g吐温60、0.5g PEG-6辛酸/癸酸甘油酯、0.1gPEG-40氢化蓖麻油，搅拌均匀，在50℃加热使其充分溶解，然后另取一烧杯，加入8g硫酸钠和8g氯化钾以及0.05g磷酸二氢钠和0.1g碳酸氢钠，加入适量纯化水，搅拌使盐类充分溶解，然后将溶液倒入第一个烧杯中，补充纯化水使溶液总重量为100g，持续搅拌，直到形成均一的溶液，得到导电液样品。
实施例5
将0.1g苯氧乙醇和0.3g山梨酸钾溶解在2g的无水乙醇中，然后加入16g甘油、8g1,2-戊二醇、1g卡拉胶、1g羧甲基纤维素钠、0.5g吐温80、0.5g泊洛沙姆184、0.1g棕榈酸异丙酯，搅拌均匀，在50℃加热使其充分溶解，然后另取一烧杯，加入8g硫酸钠和8g氯化钾以及0.05g磷酸二氢钠和0.1g碳酸氢钠，加入适量纯化水，搅拌使盐类充分溶解，然后将溶液倒入第一个烧杯中，补充纯化水使溶液总重量为100g，持续搅拌，直到形成均一的溶液，得到导电液样品。
实施例6
将0.1g苯氧乙醇和0.3g山梨酸钾溶解在2g的无水乙醇中，然后加入16g甘油、8g1,2-戊二醇、1g卡拉胶、1g羧甲基纤维素钠、0.5g吐温80、0.5g泊洛沙姆184、0.1g棕榈酸异丙酯，搅拌均匀，在50℃加热使其充分溶解，然后另取一烧杯，加入12g硫酸钠和12g氯化钾以及0.05g磷酸二氢钠和0.1g碳酸氢钠，加入适量纯化水，搅拌使盐类充分溶解，然后将溶液倒入第一个烧杯中，补充纯化水使溶液总重量为100g，持续搅拌，直到形成均一的溶液，得到导电液样品。
实施例7
将0.1g苯氧乙醇和0.3g对羟基苯甲酸甲酯溶解在2g的无水乙醇中，然后加入16g甘油、8g 1,2-戊二醇、1g卡拉胶、1g羧甲基纤维素钠、0.5g吐温80、0.5g泊洛沙姆184、0.1g棕榈酸异丙酯，搅拌均匀，在50℃加热使其充分溶解，然后另取一烧杯，加入12g硫酸钠和12g氯化钾以及0.05g磷酸二氢钠和0.1g碳酸氢钠，再加入0.5g的EDTA二钠和0.1g的焦磷酸钠，加入适量纯化水，搅拌使盐类充分溶解，然后将溶液倒入第一个烧杯中，补充纯化水使溶液总重量为100g，持续搅拌，直到形成均一的溶液，得到导电液样品。
实验例1
对实施例1-7制备得到的导电液进行胶对胶阻抗测试，粘度测试，PH值测试，与海绵的浸润性测试。
胶对胶阻抗是脑电传感器的关键性能指标，具体测试方法为：取未滴注导电液的传感器半成品，然后滴加适量导电液在电极盘处，将两个传感器的电极片相对应地贴在一起，然后用YICE0196型电极电性能测试仪测试两个传感器触点之间的阻抗。
PH测试使用PHS-3E型PH计，放入样品中直接测试。
粘度测试采用NDJ-8S型旋转粘度计，用合适的转子放入样品中测试。
与海绵的浸润性测试采用公司脑电传感器上的海绵，取适量导电液滴注到海绵上，轻轻按压，观察导电液是否能进入到海绵中，能进入到海绵中，无外溢则判断为浸润性良好。
测试结果如下表：
| 胶对胶阻抗(Ω) | PH值 | 粘度(Pa.s) | 海绵浸润性 | |
| 实施例1 | 2047 | 6.41 | 36560 | 良好 |
| 实施例2 | 2207 | 6.37 | 37200 | 良好 |
| 实施例3 | 328 | 6.28 | 36400 | 良好 |
| 实施例4 | 303 | 6.17 | 37100 | 良好 |
| 实施例5 | 324 | 6.74 | 36600 | 良好 |
| 实施例6 | 206 | 6.38 | 15120 | 良好 |
| 实施例7 | 199 | 6.60 | 15080 | 良好 |
依照一次性使用心电电极的相关标准和麻醉深度监护仪主机的相关要求，传感器的胶对胶阻抗在1kΩ以下才能较好地读取脑电信号，从以上结果可知，采用硫酸盐作为盐类电解质阻抗较高，而用氯盐和硫酸盐复配阻抗都能达到要求，同时提高电解质的含量能够提高导电性能。
实验例2
测试实施例3-6导电液的免脱脂效果。
取未滴注导电液的传感器半成品，然后滴加适量导电液在电极盘处，每种导电液准备5条传感器，然后找5名不同的志愿者，将滴注好导电液的传感器连接到公司的麻醉深度监护仪主机上，不对志愿者进行任何的皮肤表面处理，将传感器粘贴到志愿者头部的相应位置，每隔一定时间观察主机上显示的各点阻抗数据。
测试结果如下表：
在麻醉深度监护仪主机上，各个电极片显示的阻抗在5kΩ以下即可进入正常的监测状态，由以上结果可以看出，在没有添加表面活性剂和增溶剂的实施例3中，在不做皮肤处理的情况下，各个电极片与皮肤之间的阻抗都较高，粘贴15分钟之后都仍基本不能进入监测状态，而添加了表面活性剂和增溶剂的实施例中，粘贴之后只需轻轻按压电极片，大部分都即可进入监测状态，而且随着时间的延长，电极片处的阻抗都进一步下降，说明导电液的免脱脂效果良好。
实验例3
测试实施例4-7导电液的存储稳定性。
取未滴注导电液的传感器半成品，然后滴加适量导电液在电极盘处，然后将滴注好导电液的传感器放在托盘中，装入包装袋中封口，将封好口的传感器样品放在60℃的烘箱中进行模拟老化的实验，按计算好的老化时间取出样品，按上文所述的方法测试传感器的胶对胶阻抗。
测试结果如下表。
由测试结果可知，经过加速老化之后，传感器的交流阻抗均有一定程度的上升，说明导电液与电极盘之间发生了化学反应。提高电解质的浓度可以降低初始的交流阻抗，但会加大导电液与电极盘之间的反应程度，会造成老化后阻抗更快地上升，添加稳定剂则可以延缓这种效应，在高电解质浓度的情况下也可以保证交流阻抗不至于上升过高。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种导电液，其特征在于，所述导电液按质量百分比计，包括：增稠剂1％～5％，pH调节剂0.001％～1％，保湿剂5％～40％，盐类电解质5％～15％，表面活性剂0.1％～1％，增溶剂0.1％～1％，剩余为溶剂。
2.根据权利要求1所述的导电液，其特征在于，所述表面活性剂为吐温60、吐温80、PEG-6辛酸癸酸甘油酯、泊洛沙姆184中的一种或多种；
所述增溶剂为棕榈酸异丙酯、PEG-40氢化蓖麻油中的一种或多种。
3.根据权利要求1或2所述的导电液，其特征在于，所述导电液按质量百分比计，包括：增稠剂1.5％～2.5％，pH调节剂0.05％～0.5％，保湿剂16％～32％，盐类电解质8％～12％，表面活性剂0.5％～1％，增溶剂0.1％～0.2％，剩余为溶剂。
4.根据权利要求1或2所述的导电液，其特征在于，按质量百分比计，还包括：稳定剂0.1％～1％，防腐剂0.1％～0.5％。
5.根据权利要求4所述的导电液，其特征在于，
所述稳定剂为EDTA二钠、焦磷酸钠中的一种或多种；
所述防腐剂为苯氧乙醇、山梨酸钾、对羟基苯甲酸甲酯中的一种或多种。
6.根据权利要求1或2所述的导电液，其特征在于，所述pH调节剂为碳酸氢钠、磷酸二氢钠、三乙醇胺、柠檬酸中的一种或多种；
所述增稠剂为卡拉胶、明胶、瓜儿豆胶、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧甲基纤维素钠中的一种或多种；
所述保湿剂为1,3-丙二醇、丁二醇、二丙二醇、甲基丙二醇、1,2-戊二醇、甘油中的一种或多种；
所述溶剂为水、乙醇的混合物。
7.根据权利要求1或2所述的导电液，其特征在于，所述盐类电解质为氯化钠、硫酸钠、硝酸钠、氯化钾、硫酸钾、硝酸钾中的一种或多种。
8.一种制备权利要求1-7所述的导电液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将保湿剂、表面活性剂、增溶剂、增稠剂、第一溶剂混合，加热后得到第一混合溶液；
将PH调节剂、盐类电解质、第二溶剂混合，得到第二混合溶液；
将第一混合溶液与第二混合溶液混合后，得到导电液。
9.根据权利要求8所述的导电液的制备方法，其特征在于，
制备所述第一混合溶液包括：将防腐剂与所述保湿剂、所述表面活性剂、所述增溶剂、所述增稠剂、所述第一溶剂混合；
制备所述第二混合溶液包括：将稳定剂与所述pH调节剂、所述盐类电解质、所述第二溶剂混合。
10.根据权利要求8所述的导电液的制备方法，其特征在于，所述第一溶剂为乙醇，所述第二溶剂为水。
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