本发明专利技术涉及摩擦纳米发电机领域，尤其涉及一种摩擦纳米发电装置及其应用。一种摩擦纳米发电装置，包括检测基座、连接仓、试剂仓和驱动单元，所述试剂仓的内部中空且上端敞口设置，其内设有第一摩擦电海绵和第二摩擦电海绵，其中所述第一摩擦电海绵由聚二甲基硅氧烷材料制成，所述第二摩擦电海绵由经过溴酚蓝柠檬酸浸渍处理后的聚二甲基硅氧烷材料制成。本发明专利技术提供了一种信号稳定，结构简单，制备成本较低，可居家自检尿蛋白的便携式尿蛋白含量检测装置，实现通过双检测通道的电信号强度检测特异性疾病标志物的作用。性疾病标志物的作用。性疾病标志物的作用。
【技术实现步骤摘要】
一种摩擦纳米发电装置及其应用
[0001]本专利技术涉及摩擦纳米发电机领域，尤其涉及一种摩擦纳米发电装置及其应用。
技术介绍
[0002]近年来，慢性肾病在全球范围的发病率呈迅速增长的趋势，有关肾脏疾病的检测金标准是肾穿刺活检，该方法具有明确诊断、指导治疗、判断预后、探讨发病机制、判断医疗等重要意义，但可能出现感染、出血、麻药过敏、误伤其他脏器等风险。因此前期主要通过水肿、蛋白尿、血尿等临床表现进行筛查或诊断。然而当前医疗保健措施具有滞后性，大多数疾病直到出现严重症状时才被发现。
[0003]尿液作为一种无创性、可大量获得的临床生化样本，有相较于血液、汗液等的独特优势，成为居家健康监测的理想切入点。尿液量大，且不受环境温度湿度等影响，其中还包含了极其丰富的代谢物，通过对代谢物的检测可以对多种疾病进行实时监测。因此，实现尿液样本的居家自检将对相关疾病的早期预警以及病程监控起到重要作用。
[0004]然而，靠医疗机构来实现大众的日常尿蛋白连续监测是不现实的。目前，市面上最成熟的尿蛋白居家检测是通过尿蛋白试纸实现的，但是尿蛋白试纸仅能实现半定量检测，且尿蛋白试纸容易受到干扰，试纸中的显色剂主要对含量较高的白蛋白敏感，对其他类型的蛋白质则不敏感，诸多因素导致其本身仍然是一种定性检测方法。
[0005]近年来，电子生物传感器因灵敏度高，集成度高，操作简单受到了广泛关注。为了实现尿液中包括蛋白质在内的疾病标志物的特异性与定量检测，国内外很多优秀的课题组在该领域做了相关的研究工作。这些成果虽已成为尿液居家检测的有力工具，但仍存在器件结构复杂，传感材料或检测芯片设计较为精密的微加工技术，成本较高等不足。
技术实现思路
[0006]有鉴于此，本专利技术提供了一种摩擦纳米发电装置。
[0007]一种摩擦纳米发电装置，包括检测基座、连接仓、试剂仓和驱动单元，所述试剂仓的内部中空且上端敞口设置，其内设有第一摩擦电海绵和第二摩擦电海绵，其中所述第一摩擦电海绵由聚二甲基硅氧烷材料制成，所述第二摩擦电海绵由经过溴酚蓝柠檬酸浸渍处理后的聚二甲基硅氧烷材料制成，所述连接仓可拆卸的安装在所述试剂仓的上端，所述驱动单元可拆卸的安装在所述连接仓的上端，所述检测基座竖直设置在所述连接仓内，其上端伸出所述连接仓与所述驱动单元连接，其下端设有摩擦发电单元，所述驱动单元驱动所述检测基座上下移动，至所述摩擦发电单元靠近或远离所述第一摩擦电海绵和所述第二摩擦电海绵，所述摩擦发电单元外接导线。
[0008]进一步地，所述试剂仓包括置料部和手持部，所述置料部为矩形结构，其内部中空且上端敞口设置，所述置料部的中部竖直设有隔板，所述第一摩擦电海绵和所述第二摩擦电海绵分别设置在所述隔板的两侧，所述手持部固定在所述置料部的一侧，所述连接仓与所述置料部可滑动连接。
[0009]进一步地，所述驱动单元包括壳体本体、撞击杆和驱动组件，所述壳体本体为圆柱体结构，其下端敞口设置，所述连接仓的上端设有与所述壳体本体相适配的第一连接部，所述壳体本体同轴设置在所述连接仓的上端，其下端与所述第一连接部连接固定，所述撞击杆的下端设有圆柱体结构的容置腔，所述检测基座的上端设有与所述容置腔相适配的第二连接部，所述撞击杆竖直安装在所述壳体本体内，所述第二连接部穿过所述连接仓伸入所述容置腔内，并与所述容置腔的内壁连接固定，所述驱动组件与所述撞击杆固定连接，并驱动所述撞击杆带动所述检测基座上下移动，至所述摩擦发电单元靠近或远离所述第一摩擦电海绵和所述第二摩擦电海绵。
[0010]进一步地，所述壳体本体包括固定外壳和移动外壳，所述固定外壳为圆筒结构，其内同轴设有第一限位圆板，所述移动外壳为内部中空的圆柱体结构，其一端敞口设置，所述移动外壳同轴设置在所述固定外壳的上端，其下端伸入所述固定外壳的内部，并与所述固定外壳的内壁滑动连接，所述移动外壳内同轴设有第二限位圆板，所述撞击杆设置在所述固定外壳内，其上端依次穿过所述第一限位圆板和所述第二限位圆板伸入所述移动外壳内，所述撞击杆的下部同轴设有第三限位圆板，所述驱动组件包括沿所述撞击杆的轴向依次设置的第一回位弹簧、第二回位弹簧和第三回位弹簧，其中所述第一回位弹簧位于所述第一限位圆板的上方，所述第二回位弹簧位于所述第二限位圆板的上方，所述第三回位弹簧位于所述第二限位圆板和所述第三限位圆板之间，所述固定外壳上设有第三缺口，所述撞击杆的下部设有驱动长臂，所述驱动长臂的一端与所述撞击杆柔性连接，其另一端延伸至与所述固定外壳的内壁抵接，所述第三缺口处设有释放按钮。
[0011]进一步地，所述壳体本体还包括固定套，所述固定套为圆柱体结构，其同轴安装在所述固定外壳内，并位于所述第一限位圆板的下方，所述固定套的下端延伸至所述固定外壳外，并与所述第一连接部连接固定，所述撞击杆设置在所述固定套内，所述固定套上设有第一缺口和第二缺口，其内壁上设有沿其轴向设置的U型槽，所述第一缺口和所述第三缺口连通，所述撞击杆的下部设有沿其周向均匀间隔分布的所述驱动长臂和驱动短臂，所述驱动短臂的一端与所述撞击杆固定连接，其另一端延伸至伸入所述U型槽内，所述第三缺口处设有释放按钮。
[0012]进一步地，所述撞击杆的下部外侧设有多组沿其轴向均匀间隔分布的限位组件，每组限位组件包括两个沿所述撞击杆周向间隔分布的条状凸起，所述条状凸起的长度方向沿所述撞击杆的轴向设置，所述固定套上设有与所述限位组件相对应的条形卡条，所述条形卡条伸入对应的所述限位组件的两个所述条状凸起内，并与两个所述条状凸起滑动连接。
[0013]进一步地，所述第二连接部内同轴设有空腔，所述空腔与所述检测基座上的通孔连通，所述检测基座的底部设有与所述第一摩擦电海绵和所述第二摩擦电海绵相对应的凸起，两个所述凸起分别位于对应的所述第一摩擦电海绵和所述第二摩擦电海绵的上方，其形状与所述第一摩擦电海绵和所述第二摩擦电海绵相适配，每个所述凸起上均设有所述摩擦发电单元。
[0014]进一步地，所述第一摩擦电海绵由聚二甲基硅氧烷预聚物、一水合柠檬酸和固化剂以质量比为10：40：1进行混合均匀后，得到聚二甲基硅氧烷柠檬酸混合物后，依次经过加热、固化、脱模、浸渍和烘干处理后制得；
[0015]所述第二摩擦电海绵将第一摩擦电海绵经过O2等离子体处理后，将处理后的样品浸泡在pH＝3、溴酚蓝浓度为0.75g/L的柠檬酸缓冲溶液中一段时间，依次进行抽真空和烘干处理后制得。
[0016]进一步地，所述摩擦发电单元由聚四氟乙烯材料制成，所述导线安装在所述检测基座和所述摩擦发电单元之间。
[0017]上述的一种摩擦纳米发电装置在检测尿蛋白含量领域的应用。
[0018]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术提供了一种信号稳定，结构简单，制备成本较低，可居家自检尿蛋白的便携式尿蛋白含量检测装置。该装置可以从两个维度判断尿蛋白浓度，一是裸眼观测，通过溴酚蓝柠檬酸多孔PDMS附着蛋白质后的颜色的变化来对尿蛋白进行定性检测以及对浓度进行粗略判断，二是通过摩擦纳米发电机进行检测，利用摩擦生电和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种摩擦纳米发电装置，其特征在于，包括检测基座、连接仓、试剂仓和驱动单元，所述试剂仓的内部中空且上端敞口设置，其内设有第一摩擦电海绵和第二摩擦电海绵，其中所述第一摩擦电海绵由聚二甲基硅氧烷材料制成，所述第二摩擦电海绵由经过溴酚蓝柠檬酸浸渍处理后的聚二甲基硅氧烷材料制成，所述连接仓可拆卸的安装在所述试剂仓的上端，所述驱动单元可拆卸的安装在所述连接仓的上端，所述检测基座竖直设置在所述连接仓内，其上端伸出所述连接仓与所述驱动单元连接，其下端设有摩擦发电单元，所述驱动单元驱动所述检测基座上下移动，至所述摩擦发电单元靠近或远离所述第一摩擦电海绵和所述第二摩擦电海绵，所述摩擦发电单元外接导线。2.根据权利要求1所述的一种摩擦纳米发电装置，其特征在于，所述试剂仓包括置料部和手持部，所述置料部为矩形结构，其内部中空且上端敞口设置，所述置料部的中部竖直设有隔板，所述第一摩擦电海绵和所述第二摩擦电海绵分别设置在所述隔板的两侧，所述手持部固定在所述置料部的一侧，所述连接仓与所述置料部可滑动连接。3.根据权利要求1所述的一种摩擦纳米发电装置，其特征在于，所述驱动单元包括壳体本体、撞击杆和驱动组件，所述壳体本体为圆柱体结构，其下端敞口设置，所述连接仓的上端设有与所述壳体本体相适配的第一连接部，所述壳体本体同轴设置在所述连接仓的上端，其下端与所述第一连接部连接固定，所述撞击杆的下端设有圆柱体结构的容置腔，所述检测基座的上端设有与所述容置腔相适配的第二连接部，所述撞击杆竖直安装在所述壳体本体内，所述第二连接部穿过所述连接仓伸入所述容置腔内，并与所述容置腔的内壁连接固定，所述驱动组件与所述撞击杆固定连接，并驱动所述撞击杆带动所述检测基座上下移动，至所述摩擦发电单元靠近或远离所述第一摩擦电海绵和所述第二摩擦电海绵。4.根据权利要求3所述的一种摩擦纳米发电装置，其特征在于，所述壳体本体包括固定外壳和移动外壳，所述固定外壳为圆筒结构，其内同轴设有第一限位圆板，所述移动外壳为内部中空的圆柱体结构，其一端敞口设置，所述移动外壳同轴设置在所述固定外壳的上端，其下端伸入所述固定外壳的内部，并与所述固定外壳的内壁滑动连接，所述移动外壳内同轴设有第二限位圆板，所述撞击杆设置在所述固定外壳内，其上端依次穿过所述第一限位圆板和所述第二限位圆板伸入所述移动外壳内，所述撞击杆的下部同轴设有第三限位圆板，所述驱动组件包括沿所述撞击杆的轴向依次设置的第一回位弹簧、第二回位弹簧和第三回位弹簧，其中所述第一回位弹簧位于所述第一限位圆板的上方，所述第二回位弹簧位于所述第二限位圆板的上方，所述第...
【专利技术属性】
技术研发人员：周琪涛，许雯霞，潘静，周康，王亮，张莹莹，夏帆，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：
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