[发明专利]一种基于组织液的皮质醇检测电极系统及制备方法

说明书

一种基于组织液的皮质醇检测电极系统及制备方法，包括基底材料，基底材料为聚酰亚胺(PI)，基底材料上制备有提取模块，提取模块的阴、阳两个电极包围范围内的基底材料上制备有传感模块；提取模块中的阴、阳两个电极材料为Ag/AgCl；传感模块中的工作电极、对电极、参比电极的主体材料为石墨烯，工作电极的修饰材料包括纳米金、DTSP、皮质醇抗体、乙醇胺，其中纳米金浓度为5mM，DTSP浓度为10mM，皮质醇抗体浓度为10μg/ml，乙醇胺体积分数为5％；本发明无需穿刺，能够实现组织液的无创提取及皮质醇浓度的低检测限、宽检测范围测量，满足皮质醇长期连续监测的需求。

技术领域

本发明属于柔性可穿戴传感器技术领域，具体涉及一种基于组织液的皮质醇检测电极系统及制备方法。

背景技术

皮质醇是人体内的一种类固醇激素，其与血压调节、心血管功能维持及许多代谢活动密切相关。皮质醇激素在人体内的浓度变化遵循昼夜节律，在早晨达到峰值，随后缓慢下降，在午夜前后降为最低。若皮质醇浓度的昼夜节律被打破，或体内的皮质醇浓度过高，会带来肥胖、疲劳等问题，甚至会诱发库欣综合征等人体代谢性疾病。近年来，更有相关的研究表明，皮质醇激素水平与2型糖尿病的发病和诊疗具有密切关系。对于体内皮质醇激素分泌异常的人群，连续的监测可以及时发现皮质醇分泌异常的时段及浓度，进而为日常健康监测或疾病诊疗提供更有效的依据，具有重要的临床意义。

目前，皮质醇检测样本来源通常为血液，然而血液检测会带来创伤，导致患者依从性差，且为单点检测，无法满足连续监测的需求。为解决这一问题，基于汗液的皮质醇传感器快速发展，通过提取电极收集汗液，进而利用检测电极实现汗液中的皮质醇浓度测量；这种技术具有无创、可以连续监测的优势，但汗液与血液中的分子浓度相差较大，且存在时延，对检测的准确性和精确度带来影响。

相对的，组织液是人体内一种重要的胞间液体，其成分与血浆高度相似，与汗液相比，其中的物质浓度变化与血浆更趋于一致，进而更能反映人体新陈代谢的时效信息。因此，以组织液作为皮质醇检测的样本来源是更佳的选择。现有研究中，组织液皮质醇的检测是将组织液提取和皮质醇浓度检测两步分开进行的。组织液提取采用真空提取的手段，利用一个可抽真空装置，进行皮下组织液的收集，之后再通过检测电极检测收集到的组织液中皮质醇的浓度。此检测方法将提取样本和浓度检测步骤分开，一方面未实现系统的一体化，操作复杂；另一方面也无法满足皮质醇连续监测的需求。组织液提取的另一种方法为反向离子电渗透提取，其系统包括阴、阳两个电极，将电极系统紧密贴附于体表，并在两电极之间施加一定大小的电流，可使得皮下的阴、阳离子分别向两个电极移动。其中皮下的阳离子多为水合阳离子，其移动会在皮下形成朝向阴极的离子流，从而带动一些小分子物质来到阴极下的体表，实现皮下组织液中的物质提取(Adv.Sci.2018,5,1800880)。但目前，反向离子电渗透技术的发展仍尚未成熟，也未能很好地与皮质醇检测手段相结合，实现基于组织液的皮质醇检测。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种基于组织液的皮质醇检测电极系统及制备方法，无需穿刺，能够实现组织液的无创提取及皮质醇浓度的时效性测量，满足皮质醇长期连续监测的需求。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种基于组织液的皮质醇检测电极系统，包括基底材料，基底材料为聚酰亚胺(PI)，基底材料上制备有提取模块，提取模块的阴、阳两个电极包围范围内的基底材料上制备有传感模块；

提取模块中的阴、阳两个电极材料为Ag/AgCl；传感模块中的工作电极、对电极、参比电极的主体材料为石墨烯，工作电极的修饰材料包括纳米金、DTSP、皮质醇抗体、乙醇胺，其中纳米金浓度为5mM，DTSP浓度为10mM，皮质醇抗体浓度为10μg/ml，乙醇胺体积分数为5％。

所述一种基于组织液的皮质醇检测电极系统的灵敏度达1.06μA/lg(nM)以上。