CN212722716U - 基于浓差电池原理的心理压力检测芯片 - Google Patents
基于浓差电池原理的心理压力检测芯片 Download PDFInfo
- Publication number
- CN212722716U CN212722716U CN202021305681.XU CN202021305681U CN212722716U CN 212722716 U CN212722716 U CN 212722716U CN 202021305681 U CN202021305681 U CN 202021305681U CN 212722716 U CN212722716 U CN 212722716U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- channel
- electrode
- concentration cell
- chip based
- cell principle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
Abstract
本实用新型属于化学传感领域，涉及一种基于浓差电池原理的心理压力检测芯片，包括芯片本体、第一电极、第二电极以及信号检测表；芯片本体上设置有储液池、第一通道以及第二通道；第一通道与第二通道并行并分别与储液池相连通；第一通道和第二通道中分别填充有不同浓度及不同pH的电活性物质；第一电极置于第一通道的电活性物质中；第二电极置于第二通道的电活性物质中；信号检测表分别与第一电极以及第二电极相连。本实用新型提供了一种制作工艺简单、成本低以及可提高检测准确性的基于浓差电池原理的心理压力检测芯片。
Description
技术领域
本实用新型属于化学传感领域，涉及一种检测芯片，尤其涉及一种基于浓差电池原理的心理压力检测芯片。
背景技术
电化学芯片具有制备简单、成本低、功耗低、可微型化以及可以定量检测等优点，在现场快速检测方面得到了广泛的应用。随着社会的进步，生活压力与工作压力对人们心理造成了巨大的压力，抑郁症、忧郁症等心理疾病的发生率逐年增加，心理健康问题逐渐受到人们的重视，如何在早期进行心理压力的自我测评成为了研究的重点。目前对于心理压力的传统检测手段包括调查问卷法、监测血压心率法、监测去甲肾上腺素法等，缺点在于主观性较强，需要专业人员和设备，时间较长等。因此，目前急需发展一种简便、快速的检测心理压力的方法。文献表明，唾液淀粉酶的活性与去甲肾上腺素的水平呈正相关的关系，且对压力的响应更敏感，因此，唾液淀粉酶可用于心理标志物进行检测。但是目前尚未有能用于唾液淀粉酶检测的电化学芯片。
实用新型内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种制作工艺简单、成本低以及可提高检测准确性的基于浓差电池原理的心理压力检测芯片。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种基于浓差电池原理的心理压力检测芯片，其特征在于：所述基于浓差电池原理的心理压力检测芯片包括芯片本体、第一电极、第二电极以及信号检测表；所述芯片本体上设置有储液池、第一通道以及第二通道；所述第一通道与第二通道并行并分别与储液池相连通；所述第一通道和第二通道中分别填充有不同浓度及不同pH的电活性物质；所述第一电极置于第一通道的电活性物质中；所述第二电极置于第二通道的电活性物质中；所述信号检测表分别与第一电极以及第二电极相连。
作为优选，本实用新型所采用的第一电极与第二电极的材料和形状均相同。
作为优选，本实用新型所采用的第一电极以及第二电极均是石墨电极。
作为优选，本实用新型所采用的第一电极以及第二电极均是丝网印刷石墨电极。
作为优选，本实用新型所采用的信号检测表是电流表或电压表。
作为优选，本实用新型所采用的第一通道所在轴线与第二通道所在轴线的连线呈V型。
作为优选，本实用新型所采用的芯片本体是玻璃载体。
本实用新型的优点是：
本实用新型提供了一种基于浓差电池原理的心理压力检测芯片，基于浓差电池原理的心理压力检测芯片包括芯片本体、第一电极、第二电极以及信号检测表；芯片本体上设置有储液池、第一通道以及第二通道；第一通道与第二通道并行并分别与储液池相连通；第一通道和第二通道中分别填充有不同浓度及不同pH的电活性物质；第一电极置于第一通道的电活性物质中；第二电极置于第二通道的电活性物质中；信号检测表分别与第一电极以及第二电极相连。本实用新型所提供的基于浓差电池原理的心理压力检测芯片不需要传统电化学传感所需的参比电极(如银/氯化银电极等)，两个电极可以使用相同材料(如丝网印刷石墨)，制作工艺简单，成本低，并且可以排除样品中干扰物对于检测的影响，提高检测准确性，并应用于人唾液淀粉酶含量的测定，使用非常便利。
附图说明
图1是本实用新型所提供的基于浓差电池原理的心理压力检测芯片的结构式示意简图；
图2是时间-电位图；
图3是标准曲线图；
其中：
1-第一丝网印刷石墨电极；2-第二丝网印刷石墨电极；3-第一通道；4-第二通道；5-储液池；6-电流表或电压表。
具体实施方式
参见图1，本实用新型提供了一种基于浓差电池原理的心理压力检测芯片，该基于浓差电池原理的心理压力检测芯片包括芯片本体、第一电极、第二电极以及信号检测表；芯片本体上设置有储液池5、第一通道3以及第二通道4；第一通道3与第二通道4并行并分别与储液池5相连通；第一通道3和第二通道4中分别填充有不同浓度及不同pH的电活性物质；第一电极置于第一通道3的电活性物质中；第二电极置于第二通道4的电活性物质中；信号检测表分别与第一电极以及第二电极相连。
第一电极与第二电极的材料和形状均相同，第一电极以及第二电极均是石墨电极，优选是第一丝网印刷石墨电极1以及第二丝网印刷石墨电极2。信号检测表是电流表或电压表6。
第一通道3所在轴线与第二通道4所在轴线的连线呈V型，芯片本体是玻璃载体。
本实用新型的原理是：如图1，本实用新型提供的基于浓差电池原理的心理压力检测芯片由两个电极组成，两个电极分别与两个通道中的溶液相接触，两个通道都与储液池相连通，通过溶液进行离子交换。两个通道中具有电活性物质，且pH不同。假设在平衡状态下，溶液中有如下反应：
电极上的电位可由能斯特公式计算，即：
其中，[O]为氧化态物质的浓度，[R]为还原态物质的浓度，E0’为表观电位，R为气体常数，T为绝对温度，n为反应涉及的电子数，F为法拉第常数；
对于第一通道3以及第二通道4有：
因此，两电极之间电压差为：
检测过程中，样品中的待测物通过反应，改变通道中电活性物质浓度，即改变[O]和[R]的比例关系。通过一定的手段(如控制两边通道的pH不同)，使得左右两边反应速率不同，从而改变两个电极之间的电压差，可通过电压计检测开路电压。还可以将两个电极接通，从而检测电流。再通过电信号与待测物浓度之间的关系(标准曲线)进行定量检测。由于两根电极同时和样品接触，样品中的干扰物同时对两根电极上的电压产生相同或者相近的影响，通过检测两根电极上的电压差ΔE，可以大大降低干扰。同时，采用这种检测原理，不需要传统电化学传感所需的参比电极(如银/氯化银电极等电极)，两个电极可以使用相同材料(如丝网印刷石墨)，制作工艺简单，成本大大降低。
本实用新型的基于浓差电池原理的芯片，包括两个丝网印刷石墨电极，两个通道，通道通过盐桥或者直接通过通道中的溶液相连通。第一通道3和第二通道4中含有不同的反应试剂，通过与样品中待测物的反应速度的差别，在两个电极上产生电位差。
检测过程中将相同量的待测样品(如唾液)加入芯片进入储液池，待测样品与预制在储液池中的淀粉充分混合后(如2min后)，甩入通道中，继续反应一段时间后，检测两个电极之间的电压，或者检测两根电极之间的电流。通过检测标准样品(即唾液淀粉酶浓度已知的样品)，可以得到浓度与检测信号之间的定量关系，并应用于未知样品中唾液淀粉酶浓度的测定。
下面结合附图1对本实用新型作更进一步的说明。
本实用新型涉及的基于浓差电池原理的芯片，包括第一丝网印刷石墨电极1、第二丝网印刷石墨电极2两个石墨电极，第一通道3、第二通道4两个通道，两个通道通过溶液直接相连通。第一通道3、第二通道4和储液池中均含有反应试剂，反应试剂可以与待测物进行反应，产生或者消耗电活性物质。通过控制反应试剂的成分或者含量，使得第一通道3、第二通道4中反应速度不同，从而在两个电极上产生电位差。检测过程中将待测样品(如唾液)吸入芯片进入储液池中，待测样品与预制在储液池中的反应试剂混合并反应一段时间后，甩入通道中继续反应一段时间，反应完成后检测两个电极之间的电压，或者检测两个电极之间的电流。通过检测标准样品(即待测物浓度已知的样品)，可以得到浓度与检测信号之间的定量关系，并应用于未知样品中唾液淀粉酶浓度的定量检测。
实施例1利用基于浓差电池原理的传感器进行唾液淀粉酶检测
对于唾液淀粉酶检测，储液池中为预制在池中的淀粉粉末(充分溶解后浓度为2wt％)，第一通道3中的反应试剂为预制在通道中的铁氰化钾粉末和氢氧化钠粉末(充分溶解后铁氰化钾浓度为500mM，pH＝12)。第二通道4中的反应试剂为预制在通道的铁氰化钾粉末和磷酸盐粉末(充分溶解后铁氰化钾浓度为500mM，pH＝6.8)。检测前，对体系进行冷冻干燥处理。
检测时，将待测唾液吸入芯片进入储液池中，与预制的淀粉混合并反应2min后，甩入通道中继续反应一段时间后，利用电化学工作站，对两个电极上的电信号进行检测。通过检测标准唾液淀粉酶样品(即待测物浓度已知的样品)，可以得到不同淀粉酶浓度的检测信a号与检测时间的关系，即反应的时间-电位曲线如附图2，标准曲线如附图3。利用该标准曲线，可检测未知样品中淀粉酶的浓度。
Claims (7)
1.一种基于浓差电池原理的心理压力检测芯片，其特征在于：所述基于浓差电池原理的心理压力检测芯片包括芯片本体、第一电极、第二电极以及信号检测表；所述芯片本体上设置有储液池（5）、第一通道（3）以及第二通道（4）；所述第一通道（3）与第二通道（4）并行并分别与储液池（5）相连通；所述第一通道（3）和第二通道（4）中分别填充有不同浓度及不同pH的电活性物质；所述第一电极置于第一通道（3）的电活性物质中；所述第二电极置于第二通道（4）的电活性物质中；所述信号检测表分别与第一电极以及第二电极相连。
2.根据权利要求1所述的基于浓差电池原理的心理压力检测芯片，其特征在于：所述第一电极与第二电极的材料和形状均相同。
3.根据权利要求2所述的基于浓差电池原理的心理压力检测芯片，其特征在于：所述第一电极以及第二电极均是石墨电极。
4.根据权利要求3所述的基于浓差电池原理的心理压力检测芯片，其特征在于：所述第一电极以及第二电极均是丝网印刷石墨电极。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的基于浓差电池原理的心理压力检测芯片，其特征在于：所述信号检测表是电流表或电压表。
6.根据权利要求5所述的基于浓差电池原理的心理压力检测芯片，其特征在于：所述第一通道（3）所在轴线与第二通道（4）所在轴线的连线呈V型。
7.根据权利要求6所述的基于浓差电池原理的心理压力检测芯片，其特征在于：所述芯片本体是玻璃载体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021305681.XU CN212722716U (zh) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | 基于浓差电池原理的心理压力检测芯片 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021305681.XU CN212722716U (zh) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | 基于浓差电池原理的心理压力检测芯片 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212722716U true CN212722716U (zh) | 2021-03-16 |
Family
ID=74964912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202021305681.XU Active CN212722716U (zh) | 2020-07-06 | 2020-07-06 | 基于浓差电池原理的心理压力检测芯片 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN212722716U (zh) |
-
2020
- 2020-07-06 CN CN202021305681.XU patent/CN212722716U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0470649B1 (en) | Method for electrochemical measurements | |
| Tierney et al. | Electroanalysis of glucose in transcutaneously extracted samples | |
| CA2069946A1 (en) | Redox mediator reagent and biosensor | |
| EP3540419A1 (en) | A device and a method for sensing the conductivity of a fluid | |
| CN109541005B (zh) | 基于移动反应界面电泳滴定芯片的尿酸可视化测量方法 | |
| Chang et al. | Small-volume solution current-time behavior study for application in reverse iontophoresis-based non-invasive blood glucose monitoring | |
| D’Orazio et al. | Electrochemistry and chemical sensors | |
| Urbanowicz et al. | A miniaturized solid-contact potentiometric multisensor platform for determination of ionic profiles in human saliva | |
| CN107044978B (zh) | 基于金纳米团簇探针的谷胱甘肽电致化学发光测定方法 | |
| CN105784814A (zh) | 一种基于浓差电池原理的传感器 | |
| CN113358726A (zh) | 用于电化学方法检测肌酐的电极、试纸及其制备方法 | |
| Han et al. | Amperometric response of solid-contact ion-selective electrodes utilizing a two-compartment cell and a redox couple in solution | |
| US6258230B1 (en) | Non-enzymatic disposable uric acid detecting electrode strip, method for producing the same and its use | |
| CN212722716U (zh) | 基于浓差电池原理的心理压力检测芯片 | |
| Moya et al. | Miniaturized multiparametric flexible platform for the simultaneous monitoring of ionic: Application in real urine | |
| Durst | Ion-Selective Electrodes in Science, Medicine, and Technology: Potentiometric sensors offer possibilities of wide utility in such areas as biomedical research, public health, and pollution monitoring | |
| Booker et al. | Immobilized enzyme electrode for the determination of arginase | |
| Sun et al. | Concentration cell-based potentiometric analysis for point-of-care testing with minimum background | |
| Uemura et al. | Development of Small-sized Lysine Enzyme Sensor for Clinical Use. | |
| Abdullin et al. | Determination of uric acid by voltammetry and coulometric titration | |
| Milardović et al. | Determination of oxalate in urine, using an amperometric biosensor with oxalate oxidase immobilized on the surface of a chromium hexacyanoferrate-modified graphite electrode | |
| CN114019005A (zh) | 一种基于离子迁移放大效应的聚合物敏感膜的高精度电化学检测方法 | |
| CN215493305U (zh) | 用于电化学方法检测肌酐的电极、试纸及生物传感器 | |
| Cho et al. | Development of a multichannel electrochemical centrifugal analyzer. | |
| JP3468312B2 (ja) | アルカリホスファターゼの検出方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |