WO2023174438A2 - 一种生殖激素检测系统、柔性传感电极及其制备方法 - Google Patents
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Definitions
- step S2 further includes: providing a graphene oxide/thionine/gold nanocomposite solution; dripping the graphene oxide/thionine/gold nanocomposite solution into the second
- the surface of the working electrode is dried to obtain a second working electrode whose surface is modified with the graphene oxide/thionine/nano-gold composite; and the surface is modified with the graphene oxide/thionine/nano-gold composite.
- the second working electrode of the gold complex is immersed in an estradiol antibody solution, a bovine serum albumin solution, and an estradiol protein complex solution in sequence to react, thereby obtaining a second working electrode whose surface is modified with the second biosensing layer. electrode.
- the detection system includes a flexible sensing electrode as described above, and a processing device connected to the flexible sensing electrode; the processing device is used to Collect electrochemical signals from the first working electrode and the second working electrode, and determine the concentration of reproductive hormones in the liquid to be tested based on the electrochemical signals; wherein the reproductive hormones include luteinizing hormone and Estradiol.
- Figure 2 is a schematic diagram of a usage scenario of the flexible sensing electrode provided in Embodiment 1 of the present application.
- the flexible sensing electrode provided in Embodiment 1 of the present application can use a first working electrode whose surface is modified with a first biosensing layer and a second working electrode whose surface is modified with a second biosensing layer provided on a flexible substrate. It achieves simultaneous quantitative detection of luteinizing hormone and estradiol in the fluid to be tested.
- the flexible base can completely fit the body surface, which can meet the needs of wearable and easy-to-carry detection.
- the second biosensing layer includes graphene oxide/thionine/gold nanocomposite, estradiol antibody, bovine serum albumin, and estradiol protein complex.
- Step S1 Provide a flexible substrate with a first working electrode, a second working electrode, an auxiliary electrode and a reference electrode arranged on the flexible substrate;
- Step S2 Modify the first biosensing layer on the surface of the first working electrode, and modify the second biosensing layer on the surface of the second working electrode to obtain a flexible sensing electrode;
- the transition layer of the first working electrode, the second working electrode, the auxiliary electrode and the reference electrode is formed by sputtering at least one of gold paste, platinum paste and silver paste.
- the electrode layer of the working electrode is formed by screen printing at least one of platinum paste and carbon paste, and the electrode layers of the auxiliary electrode and the reference electrode are formed by screen printing of at least one of silver paste and silver chloride paste. form.
- the flexible substrate and the electrode layer are bonded through a transition layer.
- the first biosensing layer is a multi-layer structure composed of graphene oxide/thionine/gold nanocomposite, luteinizing hormone antibody, and bovine serum albumin.
- a1 represents the first working electrode
- b represents the graphene oxide/thionine/gold nanocomposite
- c represents bovine serum albumin
- d represents the luteinizing hormone antibody.
- an electrochemical method is used to clean the surface of the first working electrode, and then the graphene oxide/thionine/gold nanocomposite solution is dropped onto the surface of the first working electrode. After drying, the surface is modified with graphite oxide.
- the first working electrode of the ene/thionine/gold nanocomposite is immersed in a certain concentration of luteinizing hormone antibody solution and reacted at a temperature of 2-7°C for 2-24 hours. After the reaction, the first working electrode is washed with deionized water. The surface of the working electrode is then immersed in a certain concentration of bovine serum albumin solution, and reacted at a temperature of 25-37°C for 1-5 hours. After the reaction, the surface of the first working electrode is washed with deionized water to obtain A first working electrode whose surface is modified with a first biosensing layer.
- step S2 also includes:
- the second biosensing layer is composed of graphene oxide/thionine/gold nanocomposite, estradiol antibody, bovine serum albumin, and estradiol protein complex.
- Layer structure, a2 in (b) in Figure 4 represents the second working electrode, b represents graphene oxide/thionine/nano-gold composite, c represents bovine serum albumin, e represents estradiol antibody, f represents estrogen Diol protein complex.
- an electrochemical method is used to clean the surface of the second working electrode, and then the graphene oxide/thionine/gold nanocomposite solution is dropped onto the surface of the second working electrode. After drying, the surface is modified with graphite oxide.
- the second working electrode of the ene/thionine/gold nanocomposite is immersed in a certain concentration of estradiol antibody solution and reacted at a temperature of 2-7°C for 2-24 hours. After the reaction, the second working electrode is washed with deionized water. The second working electrode is then immersed in a certain concentration of bovine serum albumin solution, and reacted at a temperature of 25-37°C for 1-5 hours.
- the step of providing a graphene oxide/thionine/gold nanocomposite solution includes:
- the method for preparing a flexible sensing electrode provided in Embodiment 2 of the present application includes mask etching, sputtering a transition layer, and screen printing an electrode layer on a flexible substrate to form a first working electrode and a second working electrode on the flexible substrate.
- auxiliary electrode and reference electrode which improves the structural stability of the flexible sensing electrode, and the flexible sensing electrode can completely fit the skin surface, which can meet the needs of wearable and easy-to-carry detection.
- the surface of the first working electrode was modified with a cordyne/gold nanocomposite, luteinizing hormone antibody, and bovine serum albumin.
- the glycol protein complex modifies the surface of the second working electrode, allowing the flexible sensing electrode to quantitatively detect luteinizing hormone and estradiol in the liquid to be tested at the same time, and improves the sensitivity of the flexible sensing electrode in the liquid to be tested. Accuracy of quantitative detection of luteinizing hormone and estradiol.
- Embodiment 3 of the present application provides a reproductive hormone detection system, including the above-mentioned flexible sensing electrode, and a processing device connected to the above-mentioned flexible sensing electrode;
- Processing equipment used to collect electrochemical signals from the first working electrode and the second working electrode, and determine the concentration of reproductive hormones in the liquid to be tested based on the electrochemical signals;
- a1 represents the first working electrode
- b represents graphene oxide/thionine/gold nanocomposite
- c represents bovine serum albumin
- d represents luteinizing hormone antibody
- g luteinizing hormone antibody. hormone.
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Abstract
本申请涉及一种生殖激素检测系统、柔性传感电极及其制备方法。柔性传感电极包括柔性基底以及设置在柔性基底上的工作电极、辅助电极、参比电极；工作电极包括表面修饰有第一生物传感层的第一工作电极，以及表面修饰有第二生物传感层的第二工作电极；第一生物传感层用于检测待测液中的促黄体生成激素的浓度，第二生物传感层用于检测待测液中的雌二醇的浓度。本申请通过柔性基底上设置的表面修饰有第一生物传感层的第一工作电极，以及表面修饰有第二生物传感层的第二工作电极，能够实现同时对待测液中的促黄体生成激素及雌二醇进行定量检测，另外，柔性基底可完全贴合皮肤表面，使得柔性传感电极能够满足可穿戴、易携带的检测需求。
Description
本申请属于激素检测技术领域，尤其涉及一种生殖激素检测系统、柔性传感电极及其制备方法。
对于想要孩子的夫妇来说，能否在排卵期成功受精，直接决定着怀孕结果。在排卵期间，促黄体生成激素和雌二醇等生殖激素的浓度会明显上升，目前大都通过检测促黄体生成激素和雌二醇，确定排卵期。
目前，对促黄体生成激素和雌二醇的检测方法包括实验室的酶联免疫吸附测定法（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）、化学发光检测法和胶体金试纸条检测法。其中，ELISA测定法和化学发光检测法的准确度高，可提供准确的检测数值，但其检测设备不易携带，无法随身或居家使用；胶体金试纸条检测法能够满足易携带的检测需求，可随身或居家使用，但其为定性检测，无法提供准确的检测数值，其检测结果对排卵期的指导意义有限。而且，目前的检测方法无法同时对促黄体生成激素和雌二醇进行定量检测，仅通过单个激素的检测结果判定排卵期，准确度低；另外，目前的检测方法无法满足可穿戴的检测需求。
如何同时对促黄体生成激素和雌二醇进行定量检测，并满足可穿戴、易携带的检测需求。
针对上述技术问题，本申请提供一种生殖激素检测系统、柔性传感电极及其制备方法，以同时对促黄体生成激素及雌二醇进行定量检测，并满足可穿戴、易携带的检测需求。
本申请提供了一种柔性传感电极，所述柔性传感电极包括工作电极、辅助电极、参比电极及柔性基底；所述工作电极、所述辅助电极及所述参比电极设置在所述柔性基底上；所述工作电极包括第一工作电极与第二工作电极；所述第一工作电极的表面修饰有第一生物传感层，所述第一生物传感层用于检测待测液中的促黄体生成激素的浓度；所述第二工作电极的表面修饰有第二生物传感层，所述第二生物传感层用于检测所述待测液中的雌二醇的浓度。
在一实施方式中，所述第一生物传感层包括氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、促黄体生成激素抗体、牛血清白蛋白。
在一实施方式中，所述第二生物传感层包括氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、雌二醇抗体、牛血清白蛋白、雌二醇蛋白复合物。
本申请还提供了一种柔性传感电极的制备方法，包括：步骤S1、提供柔性基底，所述柔性基底上设置有第一工作电极、第二工作电极、辅助电极及参比电极；步骤S2、在所述第一工作电极的表面修饰第一生物传感层，以及在第二工作电极的表面修饰第二生物传感层，得到柔性传感电极；其中，所述第一生物传感层用于检测待测液中的促黄体生成激素的浓度，所述第二生物传感层用于检测所述待测液中的雌二醇的浓度。
在一实施方式中，所述步骤S1，包括：基于所述第一工作电极、所述第二工作电极、所述辅助电极及所述参比电极的掩膜图案对所述柔性基底进行刻蚀，以在所述柔性基底上形成所述第一工作电极、所述第二工作电极、所述辅助电极及所述参比电极的刻蚀层；分别在所述第一工作电极、所述第二工作电极、所述辅助电极及所述参比电极的刻蚀层上依次形成过渡层和电极层，得到所述第一工作电极、所述第二工作电极、所述辅助电极及所述参比电极。
在一实施方式中，所述步骤S2，包括：提供氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液；将所述氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液滴加到所述第一工作电极的表面，并进行烘干处理，得到表面修饰有所述氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第一工作电极；将所述表面修饰有所述氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第一工作电极依次浸入到促黄体生成激素抗体溶液及牛血清白蛋白溶液中进行反应，得到表面修饰有所述第一生物传感层的第一工作电极。
在一实施方式中，所述步骤S2，还包括：提供氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液；将所述氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液滴加到所述第二工作电极的表面，并进行烘干处理，得到表面修饰有所述氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第二工作电极；将所述表面修饰有所述氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第二工作电极依次浸入到雌二醇抗体溶液、牛血清白蛋白溶液、雌二醇蛋白复合物溶液中进行反应，得到表面修饰有所述第二生物传感层的第二工作电极。
在一实施方式中，所述提供氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液的步骤，包括：提供氧化石墨烯溶液、硫堇溶液及纳米金溶液；将所述氧化石墨烯溶液与所述硫堇溶液进行混合后，处理得到沉淀物；将所述沉淀物溶解到所述纳米金溶液中，处理得到氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物。
本申请还提供了一种柔性传感电极，采用如上所述柔性传感电极的制备方法制备得到。
本申请还提供了一种用于检测生殖激素的检测系统，所述检测系统包括如上所述的柔性传感电极，以及与所述柔性传感电极连接的处理设备；所述处理设备，用于采集所述第一工作电极与所述第二工作电极的电化学信号，并根据所述电化学信号，确定待测液中的生殖激素的浓度；其中，所述生殖激素包括促黄体生成激素和雌二醇。
本申请提供的一种生殖激素检测系统、柔性传感电极及其制备方法，通过柔性基底上设置的表面修饰有第一生物传感层的第一工作电极，以及表面修饰有第二生物传感层的第二工作电极，能够实现同时对待测液中的促黄体生成激素及雌二醇进行定量检测，另外，柔性基底可完全贴合体表，使得柔性传感电极能够满足可穿戴、易携带的检测需求。
图1是本申请实施例一提供的柔性传感电极的结构示意图。
图2是本申请实施例一提供的柔性传感电极的使用场景示意图。
图3是本申请实施例二提供的柔性传感电极的制备方法的流程示意图。
图4是本申请实施例二提供的电极表面修饰示意图。
图5是本申请实施例三提供的激素检测原理示意图。
下面结合附图和实施例，对本申请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申请，但不用来限制本申请的范围。
图1是本申请实施例一提供的柔性传感电极的结构示意图。如图1所示，本申请的柔性传感电极包括工作电极1、辅助电极2、参比电极3及柔性基底4；
其中，工作电极1、辅助电极2及参比电极3设置在柔性基底4上；
工作电极1包括第一工作电极与第二工作电极；
第一工作电极的表面修饰有第一生物传感层，第一生物传感层用于检测待测液中的促黄体生成激素的浓度；
第二工作电极的表面修饰有第二生物传感层，第二生物传感层用于检测待测液中的雌二醇的浓度。
如图1所示，本申请的柔性传感电极还包括设置在柔性基底4上的导线5以及接口6，工作电极1、辅助电极2及参比电极3通过导线5分别与接口6连接，接口6用于连接处理设备。其中，导线5在柔性基底4上的排布方式包括折线排布（如图1中的（a）所示）、直线排布（如图1中的（b）所示）、曲线排布（如图1中的（c）所示）等多种排布方式。工作电极1、辅助电极2、参比电极3的形状包括但不限于圆形、环形、矩形等多种形状。
本申请实施例一提供的柔性传感电极，通过柔性基底上设置的表面修饰有第一生物传感层的第一工作电极，以及表面修饰有第二生物传感层的第二工作电极，能够实现同时对待测液中的促黄体生成激素及雌二醇进行定量检测，另外，柔性基底可完全贴合体表，能够满足可穿戴、易携带的检测需求。
可选地，工作电极1、辅助电极2、参比电极3包括过渡层和电极层。其中，工作电极1、辅助电极2、参比电极3的过渡层包括金、铂、银中的至少一种，工作电极1的电极层包括铂、碳中的至少一种，辅助电极2、参比电极3的电极层包括银、氯化银中的至少一种。柔性基底4包括聚乙烯醇、聚酯 、聚酰亚胺、聚萘二甲酯乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、纸片、纺织材料等。
请结合图1与图2，在一使用场景中，如图2中的（a）所示，柔性传感电极包括柔性基底、两个工作电极、两个辅助电极、两个参比电极、两组导线及两组接口，两个工作电极、两个辅助电极、两个参比电极、两组导线及两组接口在柔性基底上分别对称设置。如图2中的（b）所示，柔性传感电极在接口处引出导线与处理设备上的硬件连接，以便处理设备通过接口采集第一工作电极与第二工作电极的电化学信号，并根据电化学信号，确定待测液中的促黄体生成激素及雌二醇的浓度。
在一实施方式中，第一生物传感层包括氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、促黄体生成激素抗体、牛血清白蛋白。
在一实施方式中，第二生物传感层包括氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、雌二醇抗体、牛血清白蛋白、雌二醇蛋白复合物。
其中，氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物用于增强第一工作电极及第二工作电极的导电性。促黄体生成激素抗体用于结合待测液中的促黄体生成激素，雌二醇抗体用于结合雌二醇蛋白复合物或待测液中的雌二醇。牛血清蛋白用于封闭第一工作电极表面的除促黄体生成激素抗体以外的其他非特异性活性位点，以及封闭第二工作电极表面的除雌二醇抗体以外的其他非特异性活性位点，避免第一工作电极、第二工作电极与待测液中的除促黄体生成激素及雌二醇以外的物质发生电化学反应，影响对待测液中的促黄体生成激素及雌二醇进行定量检测的准确性。雌二醇蛋白复合物用于与雌二醇抗体结合，并在接触待测液时，与待测液中的雌二醇发生竞争反应，以使待测液中的雌二醇通过竞争的方式与雌二醇抗体结合，提高雌二醇抗体对待测液中雌二醇进行选择的灵敏性。
本申请实施例一提供的柔性传感电极，通过柔性基底上设置的表面修饰有氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、促黄体生成激素抗体、牛血清白蛋白的第一工作电极，以及表面修饰有氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、雌二醇抗体、牛血清白蛋白、雌二醇蛋白复合物的第二工作电极，不仅能够实现同时对待测液中的促黄体生成激素及雌二醇进行定量检测，而且提升了对待测液中的促黄体生成激素及雌二醇进行定量检测的准确性。
图3是本申请实施例二提供的柔性传感电极的制备方法的流程示意图。如图3所示，本申请的柔性传感电极的制备方法包括但不限于以下步骤：
步骤S1、提供柔性基底，柔性基底上设置有第一工作电极、第二工作电极、辅助电极及参比电极；
步骤S2、在第一工作电极的表面修饰第一生物传感层，以及在第二工作电极的表面修饰第二生物传感层，得到柔性传感电极；
其中，第一生物传感层用于检测待测液中的促黄体生成激素的浓度，第二生物传感层用于检测待测液中的雌二醇的浓度。
本申请实施例二提供的柔性传感电极的制备方法，通过在柔性基底上设置第一工作电极、第二工作电极、辅助电极及参比电极，使得柔性传感电极能够完全贴合皮肤表面，满足可穿戴、易携带的检测需求，另外，通过在第一工作电极的表面修饰第一生物传感层，在第二工作电极的表面修饰第二生物传感层，使得柔性传感电极能够同时对待测液中的促黄体生成激素及雌二醇进行定量检测。
可选地，柔性基底包括聚乙烯醇、聚酯 、聚酰亚胺、聚萘二甲酯乙二醇酯、聚二甲基硅氧烷、纸片、纺织材料等。
在一实施方式中，步骤S1，包括：
基于第一工作电极、第二工作电极、辅助电极及参比电极的掩膜图案对柔性基底进行刻蚀，以在柔性基底上形成第一工作电极、第二工作电极、辅助电极及参比电极的刻蚀层；
分别在第一工作电极、第二工作电极、辅助电极及参比电极的刻蚀层上依次形成过渡层和电极层，得到第一工作电极、第二工作电极、辅助电极及参比电极。
可选地，第一工作电极、第二工作电极、辅助电极及参比电极的过渡层通过溅射金浆、铂浆、银浆中的至少一种浆料形成，第一工作电极、第二工作电极的电极层通过丝网印刷铂浆、碳浆中的至少一种浆料形成，辅助电极、参比电极的电极层通过丝网印刷银浆、氯化银浆中的至少一种浆料形成。其中，柔性基底与电极层之间通过过渡层粘接。
在一实施方式中，步骤S2，包括：
提供氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液；
将氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液滴加到第一工作电极的表面，并进行烘干处理，得到表面修饰有氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第一工作电极；
将表面修饰有氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第一工作电极依次浸入到促黄体生成激素抗体溶液及牛血清白蛋白溶液中进行反应，得到表面修饰有第一生物传感层的第一工作电极。
如图4中的（a）所示，第一生物传感层是由氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、促黄体生成激素抗体、牛血清白蛋白组成的多层结构，图4中的（a）中的a1表示第一工作电极、b表示氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、c表示牛血清白蛋白、d表示促黄体生成激素抗体。
可选地，采用电化学方法清洗第一工作电极表面，然后将氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液滴加到第一工作电极表面，进行烘干处理后，将表面修饰有氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第一工作电极浸入一定浓度的促黄体生成激素抗体溶液中，在2-7℃的温度条件下反应2-24h，反应结束后用去离子水清洗第一工作电极表面，然后将第一工作电极浸入一定浓度的牛血清白蛋白溶液中，在25-37℃的温度条件下反应1-5h，反应结束后用去离子水清洗第一工作电极表面，得到表面修饰有第一生物传感层的第一工作电极。
在一实施方式中，步骤S2，还包括：
提供氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液；
将氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液滴加到第二工作电极的表面，并进行烘干处理，得到表面修饰有氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第二工作电极；
将表面修饰有氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第二工作电极依次浸入到雌二醇抗体溶液、牛血清白蛋白溶液、雌二醇蛋白复合物溶液中进行反应，得到表面修饰有第二生物传感层的第二工作电极。
如图4中的（b）所示，第二生物传感层是由氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、雌二醇抗体、牛血清白蛋白、雌二醇蛋白复合物组成的多层结构，图4中的（b）中的a2表示第二工作电极、b表示氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、c表示牛血清白蛋白、e表示雌二醇抗体、f表示雌二醇蛋白复合物。
可选地，采用电化学方法清洗第二工作电极表面，然后将氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液滴加到第二工作电极表面，进行烘干处理后，将表面修饰有氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第二工作电极浸入一定浓度的雌二醇抗体溶液中，在2-7℃的温度条件下反应2-24h，反应结束后用去离子水清洗第二工作电极表面，然后将第二工作电极浸入一定浓度的牛血清白蛋白溶液中，在25-37℃的温度条件下反应1-5h，反应结束后用去离子水清洗第二工作电极表面，然后将第二工作电极浸入一定浓度的雌二醇蛋白复合物溶液中，在25-37℃的温度条件下反应1-5h，反应结束后用去离子水清洗第二工作电极表面，得到表面修饰有第二生物传感层的第二工作电极。
在一实施方式中，提供氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液的步骤，包括：
提供氧化石墨烯溶液、硫堇溶液及纳米金溶液；
将氧化石墨烯溶液与硫堇溶液进行混合后，处理得到沉淀物；
将沉淀物溶解到纳米金溶液中，处理得到氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物。
可选地，将0.1-0.5 mg氧化石墨烯溶于1mL去离子水，超声30-60min，得到分散均匀的氧化石墨烯溶液，将0.1-0.5 mg硫堇溶于1mL去离子水，超声30-60min，得到分散均匀的硫堇溶液，在1mL氧化石墨烯溶液中加入10-100µL硫堇溶液，超声30-60min后，在13000rpm转速下离心10min，得到沉淀物，将沉淀物溶解到1mL纳米金溶液中，超声30-60min后，得到氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物。
本申请还提供了一种柔性传感电极，采用如上的柔性传感电极的制备方法制备得到。
本申请实施例二提供的柔性传感电极的制备方法，通过对柔性基底进行掩膜刻蚀、溅射过渡层、丝网印刷电极层，在柔性基底上形成第一工作电极、第二工作电极、辅助电极及参比电极，提升了柔性传感电极的结构稳定性，且柔性传感电极可完全贴合皮肤表面，能够满足可穿戴、易携带的检测需求，另外，通过氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、促黄体生成激素抗体、牛血清白蛋白对第一工作电极进行表面修饰，通过氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、雌二醇抗体、牛血清白蛋白、雌二醇蛋白复合物对第二工作电极进行表面修饰，使得柔性传感电极能够同时对待测液中的促黄体生成激素及雌二醇进行定量检测，且提升了柔性传感电极对待测液中的促黄体生成激素及雌二醇进行定量检测的准确性。
本申请实施例三提供一种生殖激素检测系统，包括上述柔性传感电极，以及与上述柔性传感电极连接的处理设备；
处理设备，用于采集第一工作电极与第二工作电极的电化学信号，并根据电化学信号，确定待测液中的生殖激素的浓度；
其中，生殖激素包括促黄体生成激素和雌二醇。
可选地，处理设备为大型或小型电化学工作站。
如图5中的（a）所示，当柔性传感电极与待测液中的促黄体生成激素接触时，促黄体生成激素会特异性地与第一工作电极表面修饰的促黄体生成激素抗体结合，促黄体生成激素的结合会改变第一工作电极表面的硫堇的极化电位，形成电化学信号。可选地，采用差分脉冲伏安法，通过处理设备采集第一工作电极的电化学信号，第一工作电极的电化学信号的变化与待测液中促黄体生成激素的浓度成线性关系，处理设备根据第一工作电极的电化学信号的变化，确定待测液中促黄体生成激素的浓度。图5中的（a）中的a1表示第一工作电极、b表示氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、c表示牛血清白蛋白、d表示促黄体生成激素抗体，g表示促黄体生成激素。
如图5中的（b）所示，当柔性传感电极与待测液中的雌二醇接触时，待测液中的雌二醇会与第二工作电极表面修饰的雌二醇蛋白复合物发生竞争反应，竞争第二工作电极表面修饰的雌二醇抗体的结合位点。雌二醇与雌二醇蛋白复合物的竞争改变了第二工作电极表面的硫堇的极化电位，形成电化学信号。可选地，采用差分脉冲伏安法，通过处理设备采集第一工作电极的电化学信号，第二工作电极的电化学信号的变化与待测液中雌二醇的浓度成线性关系，处理设备根据第二工作电极的电化学信号的变化，确定待测液中雌二醇的浓度。图5中的（b）中的a2表示第二工作电极、b表示氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、c表示牛血清白蛋白、e表示雌二醇抗体、f表示雌二醇蛋白复合物、h表示雌二醇。
可选地，待测液包括组织液、血液等。柔性传感电极及处理设备可集成到可穿戴设备中使用，将柔性传感电极贴附于体表，采用反离子渗透法将皮下组织液提取至柔性传感电极，通过柔性传感电极中的第一工作电极的电化学信号确定组织液中促黄体生成激素的浓度，通过柔性传感电极中的第二工作电极的电化学信号确定组织液中雌二醇的浓度。或者，采用注射器提取血液，并将血液滴加到柔性传感电极上，通过柔性传感电极中的第一工作电极的电化学信号确定血液中促黄体生成激素的浓度，通过柔性传感电极中的第二工作电极的电化学信号确定血液中雌二醇的浓度。
本申请实施例三提供的生殖激素检测系统，通过处理设备采集柔性基底上设置的表面修饰有第一生物传感层的第一工作电极，以及表面修饰有第二生物传感层的第二工作电极的电化学信号，并根据电化学信号，确定待测液中的促黄体生成激素及雌二醇的浓度，能够同时对待测液中的促黄体生成激素及雌二醇进行定量检测，另外，柔性传感电极及处理设备集成在可穿戴设备中使用，能够满足可穿戴、易携带的检测需求。
在本文中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语的具体含义。
在本文中，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了表达技术方案的清楚及描述方便，因此不能理解为对本申请的限制。
在本文中，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，除了包含所列的那些要素，而且还可包含没有明确列出的其他要素。
以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
- 一种柔性传感电极，其特征在于，所述柔性传感电极包括工作电极、辅助电极、参比电极及柔性基底；所述工作电极、所述辅助电极及所述参比电极设置在所述柔性基底上；所述工作电极包括第一工作电极与第二工作电极；所述第一工作电极的表面修饰有第一生物传感层，所述第一生物传感层用于检测待测液中的促黄体生成激素的浓度；所述第二工作电极的表面修饰有第二生物传感层，所述第二生物传感层用于检测所述待测液中的雌二醇的浓度。
- 如权利要求1所述的柔性传感电极，其特征在于，所述第一生物传感层包括氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、促黄体生成激素抗体、牛血清白蛋白。
- 如权利要求1所述的柔性传感电极，其特征在于，所述第二生物传感层包括氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物、雌二醇抗体、牛血清白蛋白、雌二醇蛋白复合物。
- 一种柔性传感电极的制备方法，其特征在于，包括：步骤S1、提供柔性基底，所述柔性基底上设置有第一工作电极、第二工作电极、辅助电极及参比电极；步骤S2、在所述第一工作电极的表面修饰第一生物传感层，以及在第二工作电极的表面修饰第二生物传感层，得到柔性传感电极；其中，所述第一生物传感层用于检测待测液中的促黄体生成激素的浓度，所述第二生物传感层用于检测所述待测液中的雌二醇的浓度。
- 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1，包括：基于所述第一工作电极、所述第二工作电极、所述辅助电极及所述参比电极的掩膜图案对所述柔性基底进行刻蚀，以在所述柔性基底上形成所述第一工作电极、所述第二工作电极、所述辅助电极及所述参比电极的刻蚀层；分别在所述第一工作电极、所述第二工作电极、所述辅助电极及所述参比电极的刻蚀层上依次形成过渡层和电极层，得到所述第一工作电极、所述第二工作电极、所述辅助电极及所述参比电极。
- 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2，包括：提供氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液；将所述氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液滴加到所述第一工作电极的表面，并进行烘干处理，得到表面修饰有所述氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第一工作电极；将所述表面修饰有所述氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第一工作电极依次浸入到促黄体生成激素抗体溶液及牛血清白蛋白溶液中进行反应，得到表面修饰有所述第一生物传感层的第一工作电极。
- 如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2，还包括：提供氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液；将所述氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液滴加到所述第二工作电极的表面，并进行烘干处理，得到表面修饰有所述氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第二工作电极；将所述表面修饰有所述氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物的第二工作电极依次浸入到雌二醇抗体溶液、牛血清白蛋白溶液、雌二醇蛋白复合物溶液中进行反应，得到表面修饰有所述第二生物传感层的第二工作电极。
- 如权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述提供氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物溶液的步骤，包括：提供氧化石墨烯溶液、硫堇溶液及纳米金溶液；将所述氧化石墨烯溶液与所述硫堇溶液进行混合后，处理得到沉淀物；将所述沉淀物溶解到所述纳米金溶液中，处理得到氧化石墨烯/硫堇/纳米金复合物。
- 一种柔性传感电极，其特征在于，采用如权利要求4至8中任一项所述的柔性传感电极的制备方法制备得到。
- 一种生殖激素检测系统，其特征在于，所述检测系统包括如权利要求1至3、9中任一项所述的柔性传感电极，以及与所述柔性传感电极连接的处理设备；所述处理设备，用于采集所述第一工作电极与所述第二工作电极的电化学信号，并根据所述电化学信号，确定待测液中的生殖激素的浓度；其中，所述生殖激素包括促黄体生成激素和雌二醇。
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|---|---|---|---|
| PCT/CN2023/088296 WO2023174438A2 (zh) | 2023-04-14 | 2023-04-14 | 一种生殖激素检测系统、柔性传感电极及其制备方法 |
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