一种电解质失衡评判装置及其制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种电解质失衡评判装置，包括从下至上层叠设置的汗液收集层、汗液传输层和监测部件；所述汗液收集层贴于人体皮肤设置；所述汗液收集层和所述汗液传输层上分别设有相连通的汗液通道，所述人体皮肤上的汗液通过所述汗液通道传输至所述监测部件上；所述监测部件上对应于所述汗液通道设置有传感电极以及与所述传感电极电连接的控制电路，所述控制电路用于驱动所述传感电极检测所述汗液中的离子浓度变化信息并将所述信息转换成显示信号。通过本发明专利技术对钠、钾离子浓度的监测来判断人体电解质流失的程度，进而实时地判断人体是否到达电解质失衡的极限，真正地实现对电解质流失的提前预警，防止相关意外的发生。

Electrolyte imbalance judging device and preparation method thereof

The invention provides an electrolyte imbalance evaluation device, including from the bottom to the top of the stack is sweat collection layer, transport layer and monitoring of sweat components; the sweat collection layer affixed to the skin; the sweat collection layer and the transport layer are respectively arranged on the sweat sweat passage is communicated, the human body the sweat on the skin through the sweat channel is transmitted to the monitoring unit; corresponding to the monitoring unit in the channel is provided with a sweat sensing electrode and a sensing electrode electrically connected to the control circuit, the control circuit used for driving the ion concentration information of the sensing electrode for the detection of the sweat and the information into a display signal. Through the invention of monitoring the sodium and potassium concentration to determine the extent of loss of body electrolyte, and real-time judge whether to reach the limit of the body electrolyte imbalance of electrolyte, the real loss of early warning, to prevent the occurrence of related accidents.

【技术实现步骤摘要】
一种电解质失衡评判装置及其制备方法
本专利技术涉及离子快速检测
，尤其涉及一种柔性可穿戴的钠、钾离子快速响应传感装置。
技术介绍
长期的研究表明，汗液，作为人体的“空调”，不仅对人体体温的调节功不可没；而且还是一种排毒方式，有助于人体肝肾功能的保护。汗液98％-99％的成分是水，剩下的1％-2％主要是盐分(如NaCl、KCl等)等物质。因此，人体排汗过程也是电解质流失的过程，过度的排汗会导致电解质失衡，会使人出现厌食、乏力、恶心、视线模糊、肌痉挛、狂躁、呼吸困难、昏迷、休克、心脏骤停等表现。排汗量需要控制在一个合理的范围，以防止意外的发生。而目前，市场上缺乏一款真正意义上的能够检测汗液中电解质浓度并且能提前预警电解质失衡的检测产品。传统的电解质流失的检测通过收集一定量的汗液后，利用大型仪器进行离线测试，通过测得的汗液中钠、钾离子的浓度来表征电解质的流失情况，实时性较差。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种电解质失衡评判装置，包括从下至上层叠设置的汗液收集层、汗液传输层和监测部件；所述汗液收集层贴于人体皮肤设置；所述汗液收集层和所述汗液传输层上分别设有相连通的汗液通道，所述人体皮肤上的汗液通过所述汗液通道传输至所述监测部件上；所述监测部件上对应于所述汗液通道设置有传感电极以及与所述传感电极电连接的控制电路，所述控制电路用于驱动所述传感电极检测所述汗液中的离子浓度变化信息并将所述信息转换成显示信号。其中，所述监测部件包括相互连接的传感层和固定部件，所述传感电极设置于所述传感层上；所述固定部件用于所述控制电路的安设，以及使所述电解质失衡评判装置穿戴于所述人体皮肤上。其中，所述汗液传输层与所述汗液收集层的材质相同；所述监测部件材质与所述汗液传输层和所述汗液收集层可以相同，也可以不相同。其中，所述汗液传输层、所述汗液收集层、传感层的材质选自聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、热塑性弹性体、聚氨基甲酸酯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种。其中，所述传感电极上设置有用于检测Na+和/或K+离子的敏感材料，所述敏感材料选自冠醚、乙酸铀酰锌、β-半乳糖苷酶中一种。其中，所述汗液传输层与所述汗液收集层的厚度分别为500μm～3mm；所述传感层的厚度为30μm～500μm。其中，所述传感电极电阻为10kΩ～100kΩ。本专利技术还提供这种电解质失衡评判装置的制备方法，包括步骤：所述汗液收集层和所述汗液传输层的制备：利用硅基模板分别制备汗液收集层基底和汗液传输层基底；分别对所述汗液收集层基底和所述汗液传输层基底的对应贴合面进行紫外处理，并使所述所述汗液收集层基底和所述汗液传输层基底贴合；在所述所述汗液收集层基底和所述汗液传输层基底上设置汗液通道；在所述监测部件上设置传感电极以及与所述传感电极电连接的控制电路；使所述传感电极对应于所述汗液通道，将所述监测部件与所述汗液传输层背向所述汗液收集层的一面贴合。其中，所述监测部件包括相互连接的传感层和固定部件，所述传感电极设置于所述传感层上；所述固定部件用于所述控制电路的安设，以及使所述电解质失衡评判装置穿戴于所述人体皮肤上。其中，所述汗液传输层与所述汗液收集层的材质相同。其中，所述汗液传输层、所述汗液收集层、传感层的材质选自聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、热塑性弹性体、聚氨基甲酸酯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种。其中，所述传感电极上设置有用于检测Na+和/或K+离子的敏感材料，所述敏感材料选自冠醚、乙酸铀酰锌、β-半乳糖苷酶中一种。所述汗液传输层与所述汗液收集层的厚度分别为500μm～3mm；所述传感层的厚度为30μm～500μm。其中，所述传感电极电阻为10kΩ～100kΩ。有益效果：本专利技术旨在构建一种柔性的、可穿戴的电解质失衡评判装置，功能是汗液的实时收集、实时监测以及实时排出。尤其是应用于汗液中的钠、钾离子的实时检测，通过对钠、钾离子浓度的变化来判断人体电解质流失的程度，进而实时地判断人体是否到达电解质失衡的极限，真正地实现对电解质流失的提前预警，防止相关意外的发生。附图说明通过结合附图进行的以下描述，本专利技术的实施例的上述和其它方面、特点和优点将变得更加清楚，附图中：图1是本专利技术实施例电解质失衡评判装置的结构示意图。具体实施方式以下，将参照附图来详细描述本专利技术的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本专利技术，并且本专利技术不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本专利技术的原理及其实际应用，从而本领域的其他技术人员能够理解本专利技术的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。相同的标号在整个说明书和附图中可用来表示相同的元件。如图1所示，本专利技术的电解质失衡评判装置，包括从下至上层叠设置的汗液收集层1、汗液传输层2和监测部件3；所述汗液收集层1贴于人体皮肤(图中未示出)设置；所述汗液收集层1和所述汗液传输层2上分别设有相连通的汗液通道4，所述人体皮肤上的汗液通过所述汗液通道4传输至所述监测部件3上；所述监测部件3上对应于所述汗液通道4设置有传感电极51以及与所述传感电极电51连接的控制电路61，所述控制电路61用于驱动所述传感电极51检测所述汗液中的离子浓度变化信息并将所述信息转换成显示信号，以便用户能实时获知人体的电解质流失状况，防止意外发生。其中，所述监测部件3包括相互连接的传感层5和固定部件6，所述传感电极51设置于所述传感层5上；所述固定部件6用于所述控制电路61的安设，以及使整个电解质失衡评判装置穿戴于所述人体皮肤上。下面，将介绍该电解质失衡评判装置的制备方法，包括如下步骤：步骤一：制备硅基阳性模板。利用MEMS工艺(光刻、反应离子刻蚀、湿法刻蚀或深硅刻蚀)制备符合要求的硅基阳性模板。步骤二：汗液收集层和所述汗液传输层的制备。本实施例中将聚二甲基硅氧烷(PDMS)的母液和固化剂按10:1(质量比)进行混合，充分搅拌，脱气后，吸取一定量的混合液滴加在硅基阳性模板上，以1000rpm，保持10s的参数进行悬涂，让PDMS成型，在70℃的烘箱中固化2h。然后通过机械力将固化的PDMS从模板上剥离，修整以达到实际应用的尺度，获得汗液收集层基底和汗液传输层基底。所述汗液传输层与所述汗液收集层的厚度分别为500μm～3mm。分别对所述汗液收集层基底和所述汗液传输层基底的对应贴合面进行紫外照射2min，然后对齐贴合，加压促进粘接。最后利用点胶管对所述汗液收集层基底和所述汗液传输层基底的相对应位置穿透以形成汗液通道同时联通两层，此时获得所述汗液收集层和所述汗液传输层。优选地，为了使得所述汗液收集层收集效率更高，可以在所述汗液收集层增加设置网状的汗液通道。为了保证汗液传输效率，所述汗液收集层和所述汗液传输层的材质一致，以柔性材质为主，例如为PDMS(聚二甲基硅氧烷)、PI(聚酰亚胺)、TPE(热塑性弹性体)、TPU(聚氨基甲酸酯)、PEEK(聚醚醚酮)中的一种或几种。步骤三：柔性传感层的制备。传感层5以柔性材质为主，以PET为本实施例柔性传感层5，厚度为30μm～500μm之间。然后利用打印或溅射或喷涂等技术，在柔性传感层5上的制作银电极作为传感电极51。除此之外，所述传感电极的材料可以为金、铜、碳中的一种。敏感材料的制备：钠、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电解质失衡评判装置，其特征在于，包括从下至上层叠设置的汗液收集层、汗液传输层和监测部件；所述汗液收集层贴于人体皮肤设置；所述汗液收集层和所述汗液传输层上分别设有相连通的汗液通道，所述人体皮肤上的汗液通过所述汗液通道传输至所述监测部件上；所述监测部件上对应于所述汗液通道设置有传感电极以及与所述传感电极电连接的控制电路，所述控制电路用于驱动所述传感电极检测所述汗液中的离子浓度变化信息并将所述信息转换成显示信号。

【技术特征摘要】
1.一种电解质失衡评判装置，其特征在于，包括从下至上层叠设置的汗液收集层、汗液传输层和监测部件；所述汗液收集层贴于人体皮肤设置；所述汗液收集层和所述汗液传输层上分别设有相连通的汗液通道，所述人体皮肤上的汗液通过所述汗液通道传输至所述监测部件上；所述监测部件上对应于所述汗液通道设置有传感电极以及与所述传感电极电连接的控制电路，所述控制电路用于驱动所述传感电极检测所述汗液中的离子浓度变化信息并将所述信息转换成显示信号。2.根据权利要求1所述电解质失衡评判装置，其特征在于，所述监测部件包括相互连接的传感层和固定部件，所述传感电极设置于所述传感层上；所述固定部件用于所述控制电路的安设，以及使所述汗液收集层紧贴于所述人体皮肤上。3.根据权利要求1所述电解质失衡评判装置，其特征在于，所述汗液传输层与所述汗液收集层的材质相同。4.根据权利要求2或3所述电解质失衡评判装置，其特征在于，所述汗液传输层、所述汗液收集层、传感层的材质选自聚二甲基硅氧烷、聚酰亚胺、热塑性弹性体、聚氨基甲酸酯、聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的一种或几种。5.根据权利要求1所述电解质失衡评判装置，其特征在于，所述传感电极上设置有用于检测Na+和/或K+离子的敏感材料，所述敏感材料选自冠醚、乙酸铀酰锌、β-半乳糖苷酶中一种。6.根据权利要求1或5所述电解质失衡评判装置，其特征在于，所述传感电极电阻为10kΩ～100kΩ。7.根据权利要求2所述电解质失衡评判装置，其特征在于，所述汗液传输层与所述汗液收集层的厚度分别为500μm～3mm；所述传感层的厚度为30μm～500μm。8.根据权利要求1所述电解质失衡评判装置的制备方法，其特征在于，包括步骤：所述汗液收...

【专利技术属性】
技术研发人员：张珽，蔡培杰，
申请(专利权)人：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32