柔性可穿戴传感器及制备方法、槲皮素测定方法

本发明涉及槲皮素检测领域，尤其涉及一种柔性可穿戴传感器及制备方法、槲皮素测定方法。

背景技术：

1、基于刚性传感器进行槲皮素测定无法实现植物表面的有效贴合，如玻碳电极、金电极，从而降低检测结果的可靠性和准确性此外，刚性传感器易对植物表皮造成一定程度的机械损伤，对植物的正常发育会造成影响。

技术实现思路

1、本发明提供一种柔性可穿戴传感器及制备方法、槲皮素测定方法，用以解决刚性传感器无法实现植物表面有效贴合的技术问题，本发明提供了一种柔性可穿戴传感器，以实现与植物表面的有效贴合。

2、第一方面，本发明提供了一种柔性可穿戴传感器的制备方法，包括以下步骤：

3、根据预设图案对待处理模具进行激光刻蚀，形成具有工作电极传感区域对应的第一凹陷部、对电极传感区域对应的第二凹陷部、参比电极传感区域对应的第三凹陷部、蛇形导电区域对应的第四凹陷部以及电极连接区域对应的第五凹陷部的待覆盖模具；

4、利用聚二甲基硅氧烷覆盖所述待覆盖模具，固化处理所述待覆盖模具，获取固化后模具，剥离所述固化后模具的聚二甲基硅氧烷膜，获取待封装电极，所述待封装电极具有工作电极传感区域对应的第一凸起部、对电极传感区域对应的第二凸起部、参比电极传感区域对应的第三凸起部、蛇形导电区域对应的第四凸起部以及电极连接区域对应的第五凸起部；

5、涂覆聚二甲基硅氧烷至所述第四凸起部，绝缘封装所述第四凸起部；涂覆银浆至所述第三凸起部，加热直至固化，获取固化后电极；

6、将固化后电极浸入四氯金酸haucl4溶液中，在固化后电极表面沉积金纳米粒子aunps，将黑磷溶液与nafion的混合液滴涂在所述第一凸起部，干燥后获取柔性可穿戴传感器。

7、根据本发明提供的柔性可穿戴传感器的制备方法，在根据预设图案对所述待处理模具进行激光刻蚀之前，还包括：将柔性聚酰亚胺胶带贴在玻璃板上，使用超纯水或乙醇对柔性聚酰亚胺胶带进行超声清洗、干燥，获取待处理模具。

8、根据本发明提供的柔性可穿戴传感器的制备方法，所述固化处理所述待覆盖模具，包括：

9、去除气泡后在80℃至120℃下，加热10h至12h，直至完全固化。

10、根据本发明提供的柔性可穿戴传感器的制备方法，所述绝缘封装所述第四凸起部，包括：在80℃至120℃下，加热10h至12h，直至完全固化。

11、根据本发明提供的柔性可穿戴传感器的制备方法，在获取固化后电极后，还包括：

12、将固化后电极浸入0.01mol/l、ph为7.2至7.4的磷酸盐缓冲液中，采用恒电位法(1.7v)活化180s至360s，以去除固化后电极表面的杂质。

13、根据本发明提供的柔性可穿戴传感器的制备方法，所述在固化后电极表面沉积金纳米粒子aunps，包括：

14、采用恒电位法(-1v)在电极表面电化学沉积金纳米粒子aunps，沉积时间为1000-1200s。

15、根据本发明提供的柔性可穿戴传感器的制备方法，所述将黑磷溶液与nafion的混合液滴涂在所述第一凸起部，包括：

16、将0.1mg/ml至0.5mg/ml的黑磷溶液与nafion以体积比1:1的比例混合，获取混合液，取30μl至40μl混合液滴涂在所述第一凸起部。

17、第二方面，提供了一种柔性可穿戴传感器，由上述柔性可穿戴传感器的制备方法得到；

18、所述柔性可穿戴传感器至少包括工作电极传感区域对应的第一凸起部、对电极传感区域对应的第二凸起部、参比电极传感区域对应的第三凸起部、蛇形导电区域对应的第四凸起部以及电极连接区域对应的第五凸起部；

19、所述蛇形导电区域包括顺次排列的第一列弯曲导电区域、第二列弯曲导电区域以及第三列弯曲导电区域，所述第二列弯曲导电区域电连接所述工作电极传感区域，所述第一列弯曲导电区域电连接所述对电极传感区域，所述第三列弯曲导电区域电连接所述参比电极传感区域，所述电极连接区域分别电连接所述第一列弯曲导电区域、所述第二列弯曲导电区域以及所述第三列弯曲导电区域。

20、第三方面，提供了一种槲皮素的测定方法，采用上述柔性可穿戴传感器进行目标植物槲皮素的测定，包括：

21、清洗目标植物表面，划破目标植物表皮，将所述工作电极传感区域覆盖有明胶电解质的柔性可穿戴传感器贴附在所述目标植物表皮；

22、根据差分脉冲伏安法获取目标电流；

23、输入所述目标电流至槲皮素测定模型，获取所述槲皮素测定模型输出的槲皮素测定值。

24、根据本发明提供的槲皮素的测定方法，在将所述工作电极传感区域覆盖有明胶电解质的柔性可穿戴传感器贴附在所述目标植物表皮之前，还包括：

25、分别称取氯化钾kcl以及磷酸二氢钾kh2po4，置于50ml的烧杯中，加入去离子水，待完全溶解后，利用盐酸或氢氧化钾调节溶液ph，获取盐溶液，添加明胶至所述盐溶液中，加热搅拌直至完全溶解，获取明胶混合物，经冷却，得明胶电解质；

26、涂覆所述明胶电解质至所述工作电极传感区域。

27、根据本发明提供的槲皮素的测定方法，在输入所述目标电流至槲皮素测定模型之前，还包括：

28、配制浓度分别为0μm、1μm、3μm、5μm、10μm、30μm、50μm以及100μm的槲皮素-磷酸缓冲溶液，采用柔性可穿戴传感器对各浓度的槲皮素-磷酸缓冲溶液进行差分脉冲伏安法检测，获取每一浓度下槲皮素-磷酸缓冲溶液对应的电流值；

29、根据不同浓度以及每一浓度的槲皮素-磷酸缓冲溶液所测得的电流值构建槲皮素测定模型；

30、所述差分脉冲伏安法检测所采用的电位为-0.2v至0.6v，电位增幅为0.004v，振幅为0.05v，脉冲宽度为0.02s，脉冲周期为0.5s，静止时间为2s。

31、本发明有益效果为：本发明通过制备一种用于检测槲皮素的柔性可穿戴传感器，针对现有技术存在的无法对植物生理进行长期的原位实时检测、并且存在破坏植物样本情况的技术缺陷，本发明提供一种检测结果精确度高、测试成本低，且能对植物中的槲皮素原位实时检测的可穿戴柔性传感器及其制备方法、测定方法，为植物的正常生长和发育提供更加准确的判断依据。

技术特征：

1.一种柔性可穿戴传感器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的柔性可穿戴传感器的制备方法，其特征在于，在根据预设图案对所述待处理模具进行激光刻蚀之前，还包括：将柔性聚酰亚胺胶带贴在玻璃板上，使用超纯水或乙醇对柔性聚酰亚胺胶带进行超声清洗、干燥，获取待处理模具。

3.根据权利要求1所述的柔性可穿戴传感器的制备方法，其特征在于，所述固化处理所述待覆盖模具，包括：

4.根据权利要求1所述的柔性可穿戴传感器的制备方法，其特征在于，所述绝缘封装所述第四凸起部，包括：在80℃至120℃下，加热10h至12h，直至完全固化。

5.根据权利要求1所述的柔性可穿戴传感器的制备方法，其特征在于，在获取固化后电极后，还包括：

6.根据权利要求1所述的柔性可穿戴传感器的制备方法，其特征在于，所述在固化后电极表面沉积金纳米粒子aunps，包括：

7.根据权利要求1所述的柔性可穿戴传感器的制备方法，其特征在于，所述将黑磷溶液与nafion的混合液滴涂在所述第一凸起部，包括：

8.一种柔性可穿戴传感器，其特征在于，由权利要求1-7任一项所述的柔性可穿戴传感器的制备方法得到；

9.一种槲皮素的测定方法，采用权利要求8所述的柔性可穿戴传感器进行目标植物槲皮素的测定，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的槲皮素的测定方法，其特征在于，在将所述工作电极传感区域覆盖有明胶电解质的柔性可穿戴传感器贴附在所述目标植物表皮之前，还包括：

11.根据权利要求9所述的槲皮素的测定方法，其特征在于，在输入所述目标电流至槲皮素测定模型之前，还包括：

技术总结
本发明提供了一种柔性可穿戴传感器及制备方法、槲皮素测定方法，涉及槲皮素检测领域，包括：根据预设图案对待处理模具进行激光刻蚀，形成待覆盖模具；利用聚二甲基硅氧烷覆盖所述待覆盖模具，固化处理所述待覆盖模具，获取固化后模具，剥离所述固化后模具的聚二甲基硅氧烷膜，获取待封装电极，涂覆聚二甲基硅氧烷至第四凸起部；涂覆银浆至第三凸起部，加热直至固化，获取固化后电极；将固化后电极浸入四氯金酸溶液中，在固化后电极表面沉积金纳米粒子，将黑磷溶液与萘酚的混合液滴涂在第一凸起部，干燥后获取柔性可穿戴传感器。本发明检测结果精确度高、测试成本低，为植物的正常生长和发育提供准确的判断依据。

技术研发人员：魏慧杰,李爱学,王成,罗斌,侯佩臣,王晓冬,董宏图,张晗
受保护的技术使用者：北京市农林科学院智能装备技术研究中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14