pH薄膜及其制备方法与流程

【】本技术涉及高分子薄膜，尤其涉及一种ph薄膜及其制备方法。

背景技术

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背景技术：

1、功能性肠胃病是临床上常见的多发顽固性疾病，患者会伴有胸口灼热、恶心、呕吐、胸口闷痛，以及胃酸逆流等生理现象，严重影响患者的身体健康和生命安全，因此，早期发现并及时治疗对患者的健康有重要意义。据临床研究表明，ph值对内脏低氧等异常具有高度敏感性，可反应出胃肠道粘膜供血情况以及血氧饱和度等重要指标，另外，肠液中的ph值大幅波动是肠道严重疾病的早期重要症状，因此，长时间、持续性检测和分析胃肠道的ph值等生理参数，对早期诊断及治疗功能性肠胃病具有十分重要的指导意义。

2、目前常用的ph检测手段主要有比色法，比色法是将ph敏感染料浸泡在试纸条上，将待测溶液滴在该试纸条上，通过比色卡对比颜色变化，从而读取ph值，此方法操作简单、成本低廉，但ph敏感染料跟试纸条的结合强度极低，在待测液中很容易溶解析出，导致待测液二次污染，测试载体受到很大局限性，且ph试纸条为一次性，不可重复使用。

技术实现思路

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技术实现要素：

1、鉴于现有技术中存在的问题，本技术提供一种ph薄膜及其制备方法，ph薄膜可以重复使用，具有良好的生物相容性，且可以得到长时间连续不间断的实时检测数据。

2、第一方面，本技术提供一种ph薄膜，所述ph薄膜包括高分子薄膜、接枝于所述高分子薄膜上的ph染料以及位于所述高分子薄膜的至少部分表面的亲水涂层，其中，所述亲水涂层的接触角θ≤5°。

3、在一些实施方式中，所述高分子薄膜的厚度为50μm～200μm。

4、在一些实施方式中，所述亲水涂层的组成包括亲水纳米二氧化钛、亲水纳米二氧化硅以及含有羧酸基、酰胺基、氨基的聚合物中的至少一种。其中，所述聚合物包括聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯酰胺中的至少一种。

5、在一些实施方式中，所述亲水涂层的厚度为5μm～25μm。

6、在一些实施方式中，所述ph染料包括第一染料与第二染料。

7、在一些实施方式中，所述ph染料包括第一染料与第二染料，所述第一染料的组成包括百里香氛蓝、二苯胺橙和溴甲酚绿中的至少一种。

8、在一些实施方式中，所述ph染料包括第一染料与第二染料，所述第二染料的组成包括百里香氛蓝、溴百里香氛蓝、硝基偶氮黄和刚果红中的至少一种。

9、在一些实施方式中，所述ph染料包括第一染料与第二染料，所述第一染料的可测试ph值的范围为1～5，其中，所述第一染料在ph值为1时显色为黄色、在ph值为2时显色为黄绿色、在ph值为3时显色为绿色、在ph值为4时显色为蓝绿色、在ph值为5时显色为蓝色。

10、在一些实施方式中，所述ph染料包括第一染料与第二染料，所述第一染料的可测试ph值的范围为1～5，其中，所述第二染料在ph值为5时显色为黄色、在ph值为6时显色为黄绿色、在ph值为7时显色为深绿色、在ph值为8时显色为浅蓝色、在ph值为9时显色为深蓝色。

11、第二方面，本技术提供一种ph薄膜的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

12、将含有聚合物单体的成膜液均匀涂覆在基板上，所述聚合物单体发生聚合反应并进行固化处理后形成高分子薄膜。

13、配置第一染料并将所述高分子薄膜浸泡，烘干后得到第一复合薄膜。其中，所述第一染料的组成包括百里香氛蓝、二苯胺橙和溴甲酚绿中的至少一种。

14、配置第二染料并将所述高分子薄膜浸泡，烘干后得到第二复合薄膜。其中，所述第二染料的组成包括百里香氛蓝、溴百里香氛蓝、硝基偶氮黄和刚果红中的至少一种。

15、将亲水聚合物和/或亲水化合物加入溶剂配置为亲水溶液，将所述第一复合薄膜与所述第二复合薄膜分别浸泡于所述亲水溶液中，烘干后得到ph薄膜。

16、在一些实施方式中，所述基板包括硅胶片、聚四氟乙烯板或聚四氟乙烯薄膜包覆的玻璃板中的至少一种。

17、在一些实施方式中，所述聚合物单体包括咪唑类单体和溴代烷烃类单体。

18、在一些实施方式中，所述聚合物单体包括咪唑类单体和溴代烷烃类单体，其中，所述咪唑类单体包括乙烯基咪唑和丙烯基咪唑中的至少一种。

19、在一些实施方式中，所述聚合物单体包括咪唑类单体和溴代烷烃类单体，其中，所述溴代烷烃类单体包括溴丙烷和溴丁烷中的至少一种。

20、在一些实施方式中，所述聚合物单体包括咪唑类单体和溴代烷烃类单体，其中，所述咪唑类单体和所述溴代烷烃类单体的摩尔比为(1～3)：(1～3)。

21、在一些实施方式中，所述固化处理包括紫外光的照射过程。

22、在一些实施方式中，所述固化处理包括紫外光的照射过程，所述紫外光的波长为200nm～450nm。

23、在一些实施方式中，所述固化处理包括紫外光的照射过程，所述紫外光的照射时间为15min～30min。

24、在一些实施方式中，所述制备方法还包括：对所述固化处理之后的所述高分子薄膜进行超声清洗处理与烘干处理。

25、在一些实施方式中，所述超声清洗处理的清洗剂包括超纯水和无水乙醇中的至少一种。

26、在一些实施方式中，所述烘干处理的温度为30℃～60℃；

27、在一些实施方式中，所述烘干处理的时间为15min～30min。

28、在一些实施方式中，所述成膜液的制备方法包括如下步骤：

29、将所述咪唑类单体和所述溴代烷烃类单体混合并搅拌均匀后得到混合溶液。

30、在所述混合溶液中加入丙烯腈、交联剂和光催化剂得到含有聚合物单体的成膜液。

31、在一些实施方式中，所述交联剂包括过氧化二异丙苯、2,5-二甲基-2,5二叔丁基过氧化己烷、二异氰酸酯和n,n-亚甲基双丙烯酰胺中的至少一种。

32、在一些实施方式中，所述光催化剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦中的至少一种。

33、在一些实施方式中，所述亲水化合物包括亲水纳米二氧化钛和亲水纳米二氧化硅中的至少一种。

34、在一些实施方式中，所述亲水聚合物包括含有羧酸基、酰胺基、氨基的聚合物中的至少一种。

35、在一些实施方式中，所述亲水聚合物包括含有羧酸基、酰胺基、氨基的聚合物中的至少一种，其中，所述聚合物聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯酰胺中的至少一种。

36、在一些实施方式中，所述溶剂包括去离子水和无水乙醇中的至少一种。

37、在一些实施方式中，所述亲水化合物在所述亲水溶液中的质量占比为10％～50％。

38、在一些实施方式中，所述亲水聚合物在所述亲水溶液中的质量占比为0.1％～15％。

39、在一些实施方式中，所述溶剂包括去离子水与无水乙醇。

40、在一些实施方式中，所述溶剂包括去离子水与无水乙醇，所述去离子水在所述亲水溶液中的质量占比为30％～75％。

41、在一些实施方式中，所述溶剂包括去离子水与无水乙醇，所述无水乙醇在所述亲水溶液中的质量占比为10％～30％。

42、采用本技术的技术方案后，至少具有如下有益效果：

43、本技术提供的ph薄膜，ph染料的载体为高分子薄膜，具有良好的生物兼容性；并且，ph染料与高分子薄膜之间通过化学接枝聚合反应形成化学键连接，ph薄膜检测过程中ph染料不会发生脱落，进而ph薄膜可以实现长时间连续不间断的实时检测数据；同时，高分子薄膜上通过亲水涂层的修饰，高分子薄膜的表面由疏水性变成为亲水性，且亲水涂层的接触角θ≤5°，与待测液的润湿速度进一步加快，进而加快了ph薄膜的检测响应速度，进一步提高了ph薄膜的适用性。