CN117288820A - 一种基于物联网通信的三工电化学传感系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网通信的三工电化学传感系统及方法，涉及传感器技术领域，该基于物联网通信的三工电化学传感系统及方法，通过尿VMA、尿肌酐和尿pH的联合检测方法，实现嗜铬细胞瘤的诊断及预防，其中尿肌酐和尿pH作为尿VMA测定的校准信号：通过使用VMA浓度与肌酐浓度做比值的方式为用户做出诊断，尿pH则反应了饮食药物的类型。该方法为嗜铬细胞瘤诊断及预防提供了较为系统的、科学的解决方案，通过该装置实现尿VMA、尿肌酐和尿pH电化学联合检测，经过数据统计分析最终实现嗜铬细胞瘤的诊断及预防。该装置具备小型化、便携化、多参数测量、低功耗等优点，具有十分重要的市场应用潜力，电化学传感器因响应快速，使用相对方便。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术领域，具体为一种基于物联网通信的三工电化学传感系统及方法。
背景技术
香草扁桃酸（VMA）是儿茶酚胺、肾上腺素和去甲肾上腺素的最终代谢产物，约90%的嗜铬细胞瘤（PCC）患者尿液中VMA水平升高，因此尿液中的VMA可以作为PCC的疾病标志物。肌酐（也称肌酸酐）由肌肉和蛋白质代谢中的磷酸肌酸分解代谢产生。一般来说，检测VMA时采用随机取尿法，尿液中代谢物水平会随着饮食、药物、情绪、环境等变化而产生波动，尿肌酐浓度可以起到校准VMA水平的作用，补偿了由外界因素造成的测量误差。因此随机取样中为知晓VMA水平是否正常，采用VMA与肌酐做比值的方法来判断。尿pH的水平很大程度上受到饮食种类和服用药物的影响，因此与尿肌酐联合检测同时作为尿VMA的校准信号。
目前已经建立了许多分析方法来测定VMA和肌酐，如高效液相色谱（HPLC）、气相色谱-质谱（GC-MS）等。但这些方法所使用的仪器体积较大，操作繁琐，成本高且耗时，适用于精确定量的分析，但不适用于普通的健康监测。
因此，本发明提出了一种基于物联网通信的三工电化学传感系统及方法以解决上述问题。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网通信的三工电化学传感系统及方法，解决了传统测定VMA和肌酐方法所使用的仪器体积较大，操作繁琐，成本高且耗时，适用于精确定量的分析而不适用于普通健康监测的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于物联网通信的三工电化学传感系统及方法，包括三工电极、电化学传感装置以及控制终端，所述三工电极包括PET基底、导电银浆层、导电碳浆层和防水层，所述PET基底、导电银浆层、导电碳浆层和防水层从下到上依次通过丝网印刷工艺形成，用于检测肌酐、VMA、pH。
所述电化学传感装置包括电源管理模块、微控制器模块、双通道电流型检测模块和TIA模块、单通道开路电压检测模块、电压激励模块、信号采集模块、2.5V基准源模块、信号传输模块，用于尿液VMA、肌酐、pH的电化学联合检测。
所述控制终端可以在智能手机上运行，界面由微信开发者工具开发，用于向电化学传感装置发送指令以及接受其返回的数据，同时用于通过物联网通信技术将数据传至云端。
进一步的，所述三工电极采用丝网印刷工艺逐层印刷三工电极基础传感器件。
进一步的，所述三工电极基础上经过特定电沉积工艺在工作电极上逐层修饰还原氧化石墨烯、金纳米颗粒和普鲁士蓝材料，形成还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝修饰电极。
进一步的，所述还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝修饰电极再经过电聚合的方法修饰一层包裹着VMA的聚吡咯，形成还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝/聚吡咯电极。
进一步的，所述还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝/聚吡咯电极经过电溶解将VMA分子从聚吡咯中去除掉，形成还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝/聚吡咯电极，即最终的还原氧化石墨烯、金纳米颗粒和普鲁士蓝修饰的VMA分子印迹检测电极。
进一步的，所述三工电极中肌酐检测和VMA检测使用共参比、共对电极的双工电极，pH检测单独使用一个工作电极和一个参比电极，共计6个电极。
进一步的，所述肌酐与pH作为校准参数，用于弥补外界环境影响下尿液中VMA的异常波动。
本发明还提供了一种基于物联网通信的三工电化学传感系统的检测方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、采用丝网印刷工艺逐层印刷三工电极基础传感器件；
步骤二、在步骤一基础上将三工电极通过电沉积的方式先后修饰还原氧化石墨烯rGO和金纳米颗粒AuNPs，形成rGO/AuNPs的双纳米层基底，三工电极中肌酐检测和VMA检测使用共参比、共对电极的双工电极，pH检测单独使用一个工作电极和一个参比电极，共计6个电极，电化学传感装置则对应三工电极设计一个开路电压检测通道，用于pH传感检测，两个共参比、共对电极的电流型检测通道用于肌酐和VMA传感检测，装置可以同时开启三个检测通道以实现对目标分析物的同时检测；控制终端在智能手机上运行，界面由微信开发者工具开发，用于向电化学传感装置发送指令以及接受其返回的数据，同时通过物联网通信技术将数据传至云端；
步骤三、然后分别进行进一步修饰以检测VMA，肌酐和pH，对检测电极施加差分脉冲伏安法进行尿液中VMA和肌酐的检测，采用开路电位检测尿液pH，通过使用VMA浓度与肌酐浓度做比值的方式为用户做出诊断。
有益效果
本发明提供了一种基于物联网通信的三工电化学传感系统及方法。与现有技术相比具备以下有益效果：
1、一种基于物联网通信的三工电化学传感系统及方法，通过三工电极包括PET基底、导电银浆层、导电碳浆层和防水层，PET基底、导电银浆层、导电碳浆层和防水层从下到上依次通过丝网印刷工艺形成，用于检测肌酐、VMA、pH，电化学传感装置包括电源管理模块、微控制器模块、双通道电流型检测模块和TIA模块、单通道开路电压检测模块、电压激励模块、信号采集模块、2.5V基准源模块、信号传输模块，用于尿液VMA、肌酐、pH的电化学联合检测，控制终端可以在智能手机上运行，界面由微信开发者工具开发，用于向电化学传感装置发送指令以及接受其返回的数据，同时用于通过物联网通信技术将数据传至云端，解决了传统测定VMA和肌酐方法所使用的仪器体积较大，操作繁琐，成本高且耗时，适用于精确定量的分析而不适用于普通健康监测的问题，本发明提出一种尿VMA、尿肌酐和尿pH的联合检测方法，实现嗜铬细胞瘤的诊断及预防，其中尿肌酐和尿pH作为尿VMA测定的校准信号：通过使用VMA浓度与肌酐浓度做比值的方式为用户做出诊断，尿pH则反应了饮食药物的类型。该方法为嗜铬细胞瘤诊断及预防提供了较为系统的、科学的解决方案。
2、一种基于物联网通信的三工电化学传感系统及方法，通过该装置实现尿VMA、尿肌酐和尿pH电化学联合检测，经过数据统计分析最终实现嗜铬细胞瘤的诊断及预防。该装置具备小型化、便携化、多参数测量、低功耗等优点，具有十分重要的市场应用潜力。
3、一种基于物联网通信的三工电化学传感系统及方法，电化学传感器因响应快速，使用相对方便，使其在健康监测方面具有巨大的优势与应用前景，本专利围绕电化学原理设计传感检测系统，以根据目标检测物浓度在检测样机特定的电压激励下以电流的形式进行相应的输出变化，从而再使用硬件电路检测模块进行电流信号的采集、处理、上传，最终的检测数据以图像的形式显示在软件检测平台，实现便捷可控，数据可视化。
附图说明
图1为本发明三工电化学传感系统示意图；
图2为本发明三工电极示意图；
图3为本发明VMA分子印迹电极修饰CV表征图；
图4为本发明VMA分子印迹电极检测结果图；
图5为本发明肌酐电极检测结果图；
图6为本发明三工电化学传感装置PCB图。
图中：1、PET基底；2、导电银浆层；3、导电碳浆层；4、防水层；5、电源管理模块；6、微控制器模块；7、双通道电流型检测模块和TIA模块；8、单通道开路电压检测模块；9、电压激励模块；10、信号采集模块；11、2.5V基准源模块；12、信号传输模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-6，本发明提供了三种技术方案：
实施例1
一种基于物联网通信的三工电化学传感系统，包括三工电极、电化学传感装置以及控制终端，三工电极包括PET基底1、导电银浆层2、导电碳浆层3和防水层4，PET基底1、导电银浆层2、导电碳浆层3和防水层4从下到上依次通过丝网印刷工艺形成，用于检测肌酐、VMA、pH，电化学传感装置包括电源管理模块5、微控制器模块6、双通道电流型检测模块和TIA模块7、单通道开路电压检测模块8、电压激励模块9、信号采集模块10、2.5V基准源模块11、信号传输模块12，用于尿液VMA、肌酐、pH的电化学联合检测，控制终端可以在智能手机上运行，界面由微信开发者工具开发，用于向电化学传感装置发送指令以及接受其返回的数据，同时用于通过物联网通信技术将数据传至云端，该系统具有小体积、低功耗、无线传输设计满足便携式需求的优势，为用户实现嗜铬细胞瘤标志物的即时检测，三工电极采用丝网印刷工艺逐层印刷三工电极基础传感器件，三工电极基础上经过特定电沉积工艺在工作电极上逐层修饰还原氧化石墨烯、金纳米颗粒和普鲁士蓝材料，形成还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝修饰电极，还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝修饰电极再经过电聚合的方法修饰一层包裹着VMA的聚吡咯，形成还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝/聚吡咯VMA电极，还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝/聚吡咯VMA电极经过电溶解将VMA分子从聚吡咯中去除掉，形成还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝/聚吡咯去VMA电极，即最终的还原氧化石墨烯、金纳米颗粒和普鲁士蓝修饰的VMA分子印迹检测电极，三工电极中肌酐检测和VMA检测使用共参比、共对电极的双工电极，pH检测单独使用一个工作电极和一个参比电极，共计6个电极，肌酐与pH作为校准参数，用于弥补外界环境影响下尿液中VMA的异常波动。
本发明实施例还提供了一种基于物联网通信的三工电化学传感系统的检测方法，该方法包括以下步骤：
步骤一、采用丝网印刷工艺逐层印刷三工电极基础传感器件；
步骤二、在步骤一基础上将三工电极通过电沉积的方式先后修饰还原氧化石墨烯rGO和金纳米颗粒AuNPs，形成rGO/AuNPs的双纳米层基底，三工电极中肌酐检测和VMA检测使用共参比、共对电极的双工电极，pH检测单独使用一个工作电极和一个参比电极，共计6个电极，电化学传感装置则对应三工电极设计一个开路电压检测通道，用于pH传感检测，两个共参比、共对电极的电流型检测通道用于肌酐和VMA传感检测，装置可以同时开启三个检测通道以实现对目标分析物的同时检测；控制终端在智能手机上运行，界面由微信开发者工具开发，用于向电化学传感装置发送指令以及接受其返回的数据，同时通过物联网通信技术将数据传至云端；
步骤三、然后分别进行进一步修饰以检测VMA，肌酐和pH，对检测电极施加差分脉冲伏安法进行尿液中VMA和肌酐的检测，采用开路电位检测尿液pH，通过使用VMA浓度与肌酐浓度做比值的方式为用户做出诊断。
本发明中，电源管理模块5部分，使用7.4V锂电池电压输入，采用AMS1117-5.0芯片将7.4V电压转换为稳定的5.0V电压，直接给单电源放大器双通道电流型检测模块和TIA模块7、单通道开路电压检测模块8、2.5V基准源模块11供电；采用AMS1117-3.3芯片将5V电压转换为稳定的3.3V为微控制器模块6提供稳定且合适的工作电压；微控制器模块6采用STM32F103C8T6芯片，实现与功能模块之间的通信、时序的控制以及部分数据处理，主要通过芯片I/O口输出、SPI通信、IIC通信及定定时器完成。双通道电流型检测和TIA模块7主要由单电源放大器芯片AD8608构建完成，实现工作电极和参比电极之间的激励电压的精准控制，使其不受极化电压和电流的影响。单通道开路电压检测模块8主要由单电源放大器芯片AD8606构建全差分放大电路，实现-2.5V~2.5V电势差可测。电压激励模块9主要由16位数模转换芯片DAC8562构建，其中通道1的输出电压作为双通道电流型检测模块输入的激励电压，通道2输出电压通过AD8605构建的电压跟随器后形成2.5V基准源，即为2.5V基准源模块11，实测精度±0.2%；信号采集模块10由两个16位数模转换芯片ADS1115构成，分别对应于双通道电流型检测TIA模块7中两个通道的电流采集；TIA模块主要由AD8608芯片构成，将需要采集的电流信号转化为系统可采集的电压信号，最后根据欧姆定律可计算出电流信号值；信号传输模块主要由ESP32芯片构成，其可实现蓝牙、TCP、UDP等多种通信方式，本专利使用的物联网通信方式就是基于TCP的MQTT通信。
实施例2
一种还原氧化石墨烯、金纳米颗粒和普鲁士蓝修饰的VMA分子印迹检测电极，在三工电极基础上利用还原氧化石墨烯、金纳米颗粒和普鲁士蓝修饰形成用于VMA分子印迹检测电极，在裸电极基础上，经过特定的电沉积工艺在工作电极上逐层修饰还原氧化石墨烯、金纳米颗粒和普鲁士蓝材料，形成还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝修饰电极。再经过电聚合的方法修饰一层包裹着VMA的聚吡咯，形成还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝/聚吡咯（VMA）电极，再在此基础上，经过电溶解的方法将VMA分子从聚吡咯中去除掉，形成还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝/聚吡咯（去VMA）电极，即最终的还原氧化石墨烯、金纳米颗粒和普鲁士蓝修饰的VMA分子印迹检测电极。去除VMA分子后的聚吡咯膜形成了众多空腔，即分子印迹，当VMA分子通过电压驱动的方式填充到空腔里面，就改变了膜的阻抗，检测由此产生的电流变化从而实现VMA的灵敏检测。
本发明还提供了一种还原氧化石墨烯、金纳米颗粒和普鲁士蓝修饰的VMA分子印迹检测电极的制造方法，具体包括以下步骤：
S1、还原氧化石墨烯修饰：向三工电极（裸电极）的有效区域滴加100μL 2mg/mL(分散于PBS溶液中) 的羧基化石墨烯分散液，使得三电极全部浸没在溶液中，使用电化学工作站仪器，设置循环伏安法（CV），具体参数为扫描范围-1.4V~0.6V，扫速100mV/s，循环扫描6次，扫描完成后用超纯水冲洗掉剩余的溶液。电学特征使用循环伏安法进行表征，具体操作为：向电极上滴加100μL Fe2+/Fe3+氧化还原对溶液，设置循环伏安法，设置参数为电压范围-0.4V~0.6V，扫描速率50mV/s。与裸电极相比，氧化还原峰的电流绝对值有明显上升，证明还原氧化石墨烯较大的比表面积增加了活性位点，从而提高电极催化性能及电子转移能力；
S2、金纳米颗粒修饰：向步S1中修饰的电极的有效区域滴加100μL 1% 的氯金酸溶液，使得三电极全部浸没在溶液中，使用电化学工作站仪器，设置方波伏安法（SWV），具体参数为扫描范围-0.8V~-0.2V，增量10mV，振幅25mV，频率30Hz，扫描6遍，沉积过程中工作电极区域有金单质生成，说明金纳米颗粒的成功修饰，扫描完成后用超纯水冲洗掉剩余的溶液。电学特征使用循环伏安法（CV）进行表征，具体操作为：向电极上滴加100μL Fe2+/Fe3+氧化还原对溶液，设置循环伏安法，设置参数为电压范围-0.4V~0.6V，扫描速率50mV/s。与S1中修饰的电极相比，氧化还原峰的电流绝对值再次明显上升，证明金纳米颗粒的修饰显著增加了电极的导电性；
S3、普鲁士蓝的修饰：在金纳米颗粒修饰的基础上，首先配制新鲜的普鲁士蓝溶液，溶液中包含2.5mM FeCl3、2.5mM K3[Fe(CN)6]、0.1M KCl、0.01M HCl，接着滴加100μL新配制的普鲁士蓝溶液到经金纳米颗粒修饰电极的有效区域，使得三电极全部浸没在溶液中，使用电化学工作站仪器，设置循环伏安法，具体参数为扫描范围-0.5V~0.5V，扫速100mV/s，循环扫描10次，沉积过程中工作电极区域颜色逐渐变得暗淡，说明普鲁士蓝的成功修饰，电沉积完成后用超纯水冲洗掉剩余的溶液，普鲁士蓝的修饰增加电极本身的氧化还原性质，其作为氧化还原探针，帮助上层物质实现电子的有效转移；
S4、聚吡咯的电聚合方法为：配制包含20mM吡咯（稀释于乙醇中）、10mM VMA（溶于PBS中）的混合溶液，向电极上滴加100μL的混合溶液，使用电化学工作站仪器，设置循环伏安法，电聚合吡咯与VMA，生成以VMA为模板分子的聚吡咯膜，具体参数为电压范围-0.2V~0.9V，扫描速率50mV/s，循环扫描10遍。扫描完成后用超纯水冲洗掉剩余的溶液。同样使用循环伏安法对修饰聚吡咯膜的电极进行表征，具体操作为：向电极上滴加100uL Fe2+/Fe3+氧化还原对溶液，使用循环伏安法，设置电压范围为-0.4V~0.6V，扫描速率为50mV/s。与修饰了金纳米颗粒和普鲁士蓝的电极相比，氧化还原峰的电流绝对值有明显下降，这是由于聚吡咯本身较差的导电性所致，证明了吡咯单体的成功电聚合；
S5、VMA分子的电溶解方法为：向修饰了还原氧化石墨烯、金纳米颗粒、普鲁士蓝以及包含VMA分子的聚吡咯膜的电极上面滴加100μL 的PBS溶液（pH = 7.4），使用电化学工作站仪器，使用循环伏安法，设置电压范围-1V~1V，扫描速率50mV/s，循环扫描10遍，通过过度氧化聚吡咯去除VMA分子，完成还原氧化石墨烯、金纳米颗粒和普鲁士蓝修饰的VMA分子印迹检测电极的制作。
本发明还公开了一种还原氧化石墨烯、金纳米颗粒和普鲁士蓝修饰的VMA分子印迹检测方法：使用差分脉冲伏安法（DPV）进行VMA的检测，设置扫描电压范围为-0.55V~0.25V，增量为10mV，振幅为50mV，脉宽为0.05s，周期为0.5s。使用PBS配制100μM的VMA溶液，接着使用PBS缓冲液进行稀释，分别稀释至10μM、1μM、100nM、10nM，作为VMA标准溶液。向制作好的VMA分子印迹检测电极上依次滴加100μL的上述10nM、100nM、1μM、10μM、100μM 的VMA标准溶液，使用DPV方法进行检测，得到不同的DPV电流响应曲线，峰值电流随VMA浓度的增大显示出下降的趋势，通过重复性实验，经过线性拟合得到峰值电流与VMA浓度的线性关系曲线，作为VMA检测的标准曲线。当未知浓度的VMA待测液滴加到电极上，经过DPV扫描得到峰值电流数据，带入到标准曲线中通过计算即可得到未知液体的VMA浓度信息，实现VMA的检测。
实施例3
一种rGO/AuNPs/Cu2+/Nafion修饰的肌酐检测电极，在实施例二中，S1和S2步骤修饰后得到的还原氧化石墨烯/金纳米颗粒电极的基础上，滴加硝酸铜与Nafion的混合溶液，静置12h，干燥，完成肌酐检测电极的制作。当不同浓度的肌酐滴加在电极表面，肌酐与Cu2+会形成螯合物，从而影响了Cu2+在电极表面的电化学氧化还原过程，即氧化还原电流的大小。
本发明中，Cu2+/Nafion修饰方法为：使用超纯水配置10mM硝酸铜，再与1%的Nafion（溶于酒精）等体积混合，取10μL混合溶液滴加至rGO/AuNPs修饰的工作电极区域后静置12h干燥，形成rGO/AuNPs/Cu2+/Nafion修饰电极。
本发明还公开了一种rGO/AuNPs/Cu2+/Nafion修饰电极的肌酐检测方法，使用差分脉冲伏安法（DPV）进行肌酐的检测，设置扫描电压范围为-0.2V~0.3V，增量为10mV，振幅为50mV，脉宽为0.05s，周期为0.5s。使用PBS配制10mM的肌酐标准溶液，接着使用PBS缓冲液进行稀释，分别稀释至1mM、100μM、10μM、1μM、100nM、10nM作为肌酐标准溶液。向制作好的肌酐检测电极上依次滴加100μL的上述10nM、100nM、1μM、10μM、100μM、1mM的肌酐标准溶液，使用DPV方法进行检测，得到不同的DPV电流响应曲线，峰值电流随肌酐浓度的增大显示出下降的趋势，通过重复性实验，经过线性拟合得到峰值电流与肌酐浓度的线性关系曲线，作为肌酐检测的标准曲线。当未知浓度的肌酐待测液滴加到电极上，经过DPV扫描得到峰值电流数据，带入到标准曲线中通过计算即可得到未知液体的肌酐浓度信息，实现肌酐的检测。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种基于物联网通信的三工电化学传感系统，其特征在于：包括三工电极、电化学传感装置以及控制终端，所述三工电极包括PET基底（1）、导电银浆层（2）、导电碳浆层（3）和防水层（4），所述PET基底（1）、导电银浆层（2）、导电碳浆层（3）和防水层（4）从下到上依次通过丝网印刷工艺形成，用于检测肌酐、VMA、pH；
所述电化学传感装置包括电源管理模块（5）、微控制器模块（6）、双通道电流型检测模块和TIA模块（7）、单通道开路电压检测模块（8）、电压激励模块（9）、信号采集模块（10）、2.5V基准源模块（11）、信号传输模块（12），用于尿液VMA、肌酐、pH的电化学联合检测；
所述控制终端可以在智能手机上运行，界面由微信开发者工具开发，用于向电化学传感装置发送指令以及接受其返回的数据，同时用于通过物联网通信技术将数据传至云端。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网通信的三工电化学传感系统，其特征在于：所述三工电极采用丝网印刷工艺逐层印刷三工电极基础传感器件。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网通信的三工电化学传感系统，其特征在于：所述三工电极基础上经过特定电沉积工艺在工作电极上逐层修饰还原氧化石墨烯、金纳米颗粒和普鲁士蓝材料，形成还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝修饰电极。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网通信的三工电化学传感系统，其特征在于：所述还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝修饰电极再经过电聚合的方法修饰一层包裹着VMA的聚吡咯，形成还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝/聚吡咯（VMA）电极。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网通信的三工电化学传感系统，其特征在于：所述还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝/聚吡咯（VMA）电极经过电溶解将VMA分子从聚吡咯中去除掉，形成还原氧化石墨烯/金纳米颗粒/普鲁士蓝/聚吡咯（去VMA）电极。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网通信的三工电化学传感系统，其特征在于：所述三工电极中肌酐检测和VMA检测使用共参比、共对电极的双工电极，pH检测单独使用一个工作电极和一个参比电极，共计6个电极。
7.根据权利要求6所述的一种基于物联网通信的三工电化学传感系统，其特征在于：所述肌酐与pH作为校准参数，用于弥补外界环境影响下尿液中VMA的异常波动。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种基于物联网通信的三工电化学传感系统的检测方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
步骤一、采用丝网印刷工艺逐层印刷三工电极基础传感器件；
步骤二、在步骤一基础上将三工电极通过电沉积的方式先后修饰还原氧化石墨烯rGO和金纳米颗粒AuNPs，形成rGO/AuNPs的双纳米层基底，三工电极中肌酐检测和VMA检测使用共参比、共对电极的双工电极，pH检测单独使用一个工作电极和一个参比电极，共计6个电极，电化学传感装置则对应三工电极设计一个开路电压检测通道，用于pH传感检测，两个共参比、共对电极的电流型检测通道用于肌酐和VMA传感检测，装置可以同时开启三个检测通道以实现对目标分析物的同时检测；控制终端在智能手机上运行，界面由微信开发者工具开发，用于向电化学传感装置发送指令以及接受其返回的数据，同时通过物联网通信技术将数据传至云端；
步骤三、然后分别进行进一步修饰以检测VMA，肌酐和pH，对检测电极施加差分脉冲伏安法进行尿液中VMA和肌酐的检测，采用开路电位检测尿液pH，通过使用VMA浓度与肌酐浓度做比值的方式为用户做出诊断。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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