【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学检测，具体涉及一种基于相转变蛋白复合物水凝胶的抗污染可穿戴汗液传感器的制备方法与其在定量检测汗液中多巴胺的应用。
技术介绍
1、监测健康相关生物标志物的可穿戴设备，在疾病早期诊断和个性化医疗方面有着广阔的应用前景。在众多生物体液中，汗液的获取无需破坏皮肤保护层，采集容易，被归类为典型的可非侵入式采样生物体液。研究表明，汗液中含有多种生物标志物，如葡萄糖、尿酸、多巴胺等，对这些标志物的检测同常规的血液检测一样，也能够为人们提供重要的信息。因此，研发可原位监测汗液中标志物的可穿戴电化学传感器具有重要意义。
2、但由于汗液成分复杂且标志物含量低，检测过程中易受共存生物分子的干扰，检测准确性和可信度大大降低。虽然近年来国内外对可穿戴汗液传感器的研究，取得了很大的进展，但离实际应用尚有差距。亟需解决的关键难题主要有：(1)可穿戴传感器大多数是刚性的，考虑到人体佩戴的舒适性及实际应用中对形变及自愈合能力的要求，亟需开发用于可穿戴设备的柔性水凝胶材料。(2)理想的可穿戴传感器将使临床检测摆脱医院或实验室的限制，通过与人体皮肤或体液接触实现对一系列健康相关物理或化学参数的连续、快速、原位监测。但汗液中存在的蛋白质、脂质及皮肤表面的细菌等物质会在电极表面形成污垢层，导致传感器功能退化，显著影响检测的准确性。因此，亟需开发具有良好抗污染-抗菌能力的水凝胶材料。(3)水凝胶材料除导电聚合物水凝胶外，大都存在导电性差、电催化能力不足的问题，导致基于水凝胶的电化学传感器灵敏度较低。因此，提高水凝胶的导电性和电催化性能是构建
3、因此，开发具有抗菌-抗污染-电催化性能的水凝胶材料，构建实用化可穿戴汗液传感器实现汗液中生物标志物的检测是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种具有抗菌-抗污染-电催化性能的复合水凝胶材料的制备方法及其在可穿戴汗液传感器方面的应用。本专利技术基于复合水凝胶材料修饰的集成刺激出汗的印刷电极，用于汗液中目标物的检测。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、本专利技术的第一个技术目的是提供一种基于相转变蛋白复合物水凝胶的抗污染可穿戴汗液传感器，所述传感器是以自主设计的可刺激出汗的丝网印刷电极为基底，并修饰相转变蛋白复合物水凝胶(a-bsa-mx-ceo2水凝胶)；且，
4、所述自主设计的可刺激出汗的丝网印刷电极由两个用于汗液刺激的离子导入(ip)电极(阴极和阳极)，以及一个ag/agcl参比电极、一个碳对电极和碳工作电极组成。
5、本专利技术的第二个技术目的是提供一种如上所述基于相转变蛋白复合物水凝胶的抗污染可穿戴汗液传感器的制备方法，包括如下步骤：
6、i、相转变蛋白复合物水凝胶的制备：将过滤后的bsa溶液(20％w/v)、新制备的tcep溶液(1mol/l)、ceo2(6mg/ml)以及mxene(5mg/ml)均匀混合后(最终浓度分别为5％w/w，40mmol/l，1.2mg/ml，1mg/ml)，调节ph为7.0并在30℃下放置一小时，即得相转变蛋白复合物水凝胶(a-bsa-mx-ceo2水凝胶)。
7、ph通过5mol/l氢氧化钠或2mol/l盐酸进行调节，且一定体积的氢氧化钠溶液或2mol/l盐酸与tcep溶液应连续且快速加入。
8、ii、离子导入(ip)电极(阴极和阳极)的制备：将0.4-1.0g琼脂糖在搅拌条件下溶解在10-20ml pbs缓冲溶液(0.1-0.2mol/l，ph 7.0)中，170℃加热，完全溶解后，在模具中冷却至室温得到琼脂糖凝胶并将其分别修饰在ip电极的阴阳两极。最后，将阳极水凝胶在3％硝酸毛果芸香碱溶液中培养1小时。
9、iii、传感器的组装：可穿戴电极阵列由两个离子导入(ip)电极，一个碳工作电极，一个ag/agcl参比电极和一个碳对电极组成。在对工作电极进行修饰前，首先通过在0.1mol/l，ph 7.4pbs里连续40个周期cv扫描(扫描范围为-0.6-1.6v，扫描速率为0.1v/s)进行活化。之后将3μl凝胶化前的a-bsa-mx-ceo2水凝胶溶液滴在工作电极上，冷冻干燥后得到复合水凝胶修饰界面(a-bsa-mx-ceo2水凝胶/spe)。
10、值得说明的是，由非特异性蛋白质及细菌吸附等引起的生物污染是电化学传感器面临的一个严重问题，它极大影响了传感器在真实生物样品(如汗液和尿液)中检测的可靠性和稳定性，限制了生物传感器在复杂生物介质中的实际应用。本专利技术中构建的抗污染传感器有效解决了实际应用中生物传感器受非特异性蛋白质及细菌吸附的问题。
11、特别的，蛋白质作为生命的基本组成部分，以其高生物相容性被广泛应用于疾病检测与治疗、组织工程等方面。特别是蛋白质水凝胶，表现尤为突出。牛血清白蛋白(bsa)是含量最丰富的蛋白质，易获得，成本低，可以最大限度地降低免疫原性的风险，被认为是制造蛋白质基水凝胶的基石。据报道，在室温下通过一步法诱导bsa二硫还原，可形成具有良好抗污染性能的相转变蛋白质。在本专利技术中，为用于可穿戴传感器的构建，探索了白蛋白自组装形成水凝胶的可能性。通过调节还原剂浓度、蛋白质浓度及ph条件，成功合成了相转变蛋白质水凝胶。同时，该水凝胶对广谱污染物显示出优异的抗污染性能，在几乎任意底物上表现出很强的稳定性和界面粘附性，是一种理想的抗污染柔性材料。
12、另外，ceo2和mxene的引入显著提高了相转变蛋白水凝胶的导电性和电催化性能，并赋予复合水凝胶以抗菌能力。同时，离子导入电极的设计满足了按需出汗的要求，实现了汗液的原位分析。
13、本专利技术的第三个技术目的是请求保护一种上述制备方法制得的可穿戴电化学传感器在汗液da定量检测中的应用。
14、所述的定量检测操作如下：
15、将基于相转变蛋白复合物水凝胶的抗污染可穿戴汗液传感器置于pbs缓冲溶液中，在磁力搅拌下依次加入不同浓度的目标物多巴胺da，记录传感器在0.3v下对多巴胺da的安培响应，来实现对目标物多巴胺的检测；
16、所述依次加入不同浓度的目标物多巴胺da的时间间隔为20～50s。
17、进一步的，所述的多巴胺da的线性检测范围是0.05-300μm，检出限为0.017μm(s/n)。
18、本专利技术可穿戴汗液传感器可以有效地抵抗实际人类汗液样本中的生物污染，在应用于汗液中多巴胺检测时，相转变蛋白复合物水凝胶不仅可以有效防止共存蛋白质、细菌等生物分子在传感界面的粘附并可以杀死细菌，而且由于ceo2和mxene的掺入对多巴胺具有优异的催化效果，有效提高了电化学传感器的检测灵敏度和准确性，且经验证具有良好的实际应用潜力。
19、值得说明的是，多巴胺da是20世纪50年代在哺乳动物大脑中发现的重要神经递质之一，在生物机体中枢神经系统中起着重要作用。紊乱的da水平与精神分裂本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于相转变蛋白复合物水凝胶的抗污染可穿戴汗液传感器，其特征在于，所述传感器是以自主设计的可刺激出汗的丝网印刷电极为基底，并修饰相转变蛋白复合物水凝胶(A-BSA-MX-CeO2水凝胶)；且，
2.一种如权利要求1所述的基于相转变蛋白复合物水凝胶的抗污染可穿戴汗液传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于相转变蛋白复合物水凝胶的抗污染可穿戴汗液传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤I的具体方法为：
4.根据权利要求2所述的基于相转变蛋白复合物水凝胶的抗污染可穿戴汗液传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤II的具体方法为：
5.根据权利要求2所述的基于相转变蛋白复合物水凝胶的抗污染可穿戴汗液传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤III的具体方法为：
6.如权利要求1所述的基于相转变蛋白复合物水凝胶的抗污染可穿戴汗液传感器在汗液检测中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于，包括用于定量检测汗液中多巴胺DA，所述的定量检测为：
【技术特征摘要】
1.一种基于相转变蛋白复合物水凝胶的抗污染可穿戴汗液传感器，其特征在于，所述传感器是以自主设计的可刺激出汗的丝网印刷电极为基底，并修饰相转变蛋白复合物水凝胶(a-bsa-mx-ceo2水凝胶)；且，
2.一种如权利要求1所述的基于相转变蛋白复合物水凝胶的抗污染可穿戴汗液传感器的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的基于相转变蛋白复合物水凝胶的抗污染可穿戴汗液传感器的制备方法，其特征在于，所述步骤i的具体方法为：
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