一种高分子凝胶柔性薄膜及基于该薄膜的汗液葡萄糖可视化检测方法
专利汇可以提供一种高分子凝胶柔性薄膜及基于该薄膜的汗液葡萄糖可视化检测方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种高分子凝胶柔性 薄膜 及基于该薄膜的汗液 葡萄糖 可视化 检测方法，高分子凝胶柔性薄膜的制作过程包括：制备多孔 硅 / 碳 量子点 复合颗粒，再制备负载多孔硅/碳量子点复合颗粒的壳聚糖薄膜获得具有双色 荧光 性质的柔性薄膜；本发明利用 生物 无毒性的多孔硅/碳量子点 复合材料 的双色荧光特性，再利用葡萄糖 氧 化酶 反应体系中颗粒荧光 颜色 对葡萄糖浓度的敏感性，将柔性的天然高分子凝胶作为载体，制作成可穿戴的汗液葡萄糖检测薄膜，利用材料的荧光颜色变化对汗液中葡萄糖 水 平进行持续监控，可测试长时间段内汗液葡萄糖的累积量，实现了高血糖的及时预警，避免了传统血糖测试中遗漏血糖峰值变化的 风 险，便于糖尿病患者的自我健康管理。，下面是一种高分子凝胶柔性薄膜及基于该薄膜的汗液葡萄糖可视化检测方法专利的具体信息内容。
1.一种高分子凝胶柔性薄膜，其特征在于，制作过程包括：
制备多孔硅/碳量子点复合颗粒，
1)将具有红色荧光特性多孔硅颗粒分散至金属纳米颗粒溶液中，室温下震荡混合30-
60分钟，离心、清洗后获得金属纳米颗粒修饰的多孔硅颗粒，
2)将尿素和柠檬酸钠混合后，在150-200℃高温下加热100-150分钟，加入水，获得具有蓝色荧光特性的碳量子点溶液，
3)将金属纳米颗粒修饰的多孔硅颗粒分散到碳量子点溶液中，混合震荡3-6小时，经过离心、清洗后获得多孔硅/碳量子点复合颗粒；
制备负载多孔硅/碳量子点复合颗粒的壳聚糖薄膜，
1)将葡萄糖氧化酶、交联剂加入壳聚糖溶液中得到壳聚糖混合溶液，
2)将多孔硅/碳量子点复合颗粒分散到壳聚糖混合溶液中，再将壳聚糖混合溶液均匀涂覆在聚氨酯薄膜表面，室温下放置3-6小时，待壳聚糖凝胶形成后，获得具有双色荧光性质的柔性薄膜。
2.根据权利要求1所述的一种高分子凝胶柔性薄膜，其特征在于，制作过程还包括：对获得的多孔硅/碳量子点复合颗粒进行荧光性能测试；
具体过程包括：配制梯度葡萄糖浓度的模拟汗液溶液，将颗粒浸泡于各个模拟汗液溶液中，置于37℃水浴中反应，使用紫外光作为激发光源，使用荧光光谱仪记录颗粒的荧光光谱，颗粒的双色荧光动力学曲线随环境中不同的葡萄糖浓度显示出明显差异，反应6小时后观察颗粒荧光光谱碳硅双峰比值与葡萄糖浓度关系图，若比值随葡萄糖浓度的升高线性增加，则多孔硅/碳量子点复合颗粒的比率荧光性质可用于判断体系中葡萄糖的浓度。
3.根据权利要求1所述的一种高分子凝胶柔性薄膜，其特征在于，制作过程还包括：对获得的具有双色荧光性质的柔性薄膜进行荧光性能测试：取多片薄膜分别贴于化妆棉表面，分别滴加具有梯度葡萄糖浓度的模拟汗液溶液，使用紫外光作为激发光源，隔段时间拍摄薄膜的荧光图像，观察薄膜荧光图像的R/B值随时间变化图，判断是否实现通过柔性薄膜荧光颜色对葡萄糖浓度的可视化辨别。
4.根据权利要求1所述的一种高分子凝胶柔性薄膜，其特征在于，所述具有红色荧光特性多孔硅颗粒的制备过程为：将单晶硅片经表面洗涤预处理后经过电化学刻蚀、电化学剥离、弱氧化活化后得到具有红色荧光特性多孔硅颗粒；
多孔硅颗粒的电化学制备，
将P型掺硼硅片作为单晶硅片固定在电解池中，电解液为有机溶剂和氢氟酸，阳极为硅片，阴极为铂电极，进行电化学刻蚀，得到多孔硅层；降低氢氟酸的质量浓度进行电化学剥离，多孔硅薄膜脱离硅基底；将得到的多孔硅薄膜置于乙醇中超声处理，获得微米级多孔硅颗粒；
多孔硅颗粒的弱氧化活化，
将多孔硅颗粒浸泡于PBS缓冲液中，浸泡后离心、清洗，得到具有红色荧光的多孔硅颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种高分子凝胶柔性薄膜，其特征在于，尿素和柠檬酸钠的混合按照摩尔比为3-12:1混合。
6.根据权利要求1所述的一种高分子凝胶柔性薄膜，其特征在于，所述葡萄糖氧化酶为质量浓度为1-3％的葡萄糖氧化酶溶液，溶剂为高分子水。
7.根据权利要求1所述的一种高分子凝胶柔性薄膜，其特征在于，所述交联剂为体积浓度为0.1-0.3％的硅烷化偶联剂。
8.基于高分子凝胶柔性薄膜的汗液葡萄糖可视化检测方法，其特征在于，包括如下内容：
步骤一，制作高分子凝胶柔性薄膜，
制作过程包括：
制备多孔硅/碳量子点复合颗粒，
1)将具有红色荧光特性多孔硅颗粒分散至金属纳米颗粒溶液中，室温下震荡混合30-
60分钟，离心、清洗后获得金属纳米颗粒修饰的多孔硅颗粒，
2)将尿素和柠檬酸钠混合后，在150-200℃高温下加热100-150分钟，加入水，获得具有蓝色荧光特性的碳量子点溶液，
3)将金属纳米颗粒修饰的多孔硅颗粒分散到碳量子点溶液中，混合震荡3-6小时，经过离心、清洗后获得多孔硅/碳量子点复合颗粒；
制备负载多孔硅/碳量子点复合颗粒的壳聚糖薄膜，
1)将葡萄糖氧化酶、交联剂加入壳聚糖溶液中得到壳聚糖混合溶液，
2)将多孔硅/碳量子点复合颗粒分散到壳聚糖混合溶液中，再将壳聚糖混合溶液均匀涂覆在聚氨酯薄膜表面，室温下放置3-6小时，待壳聚糖凝胶形成后，获得具有双色荧光性质的柔性薄膜；
步骤二，在黑暗环境中，用紫外灯照射拍摄具有双色荧光性质的柔性薄膜的荧光图像；
步骤三，在干净的待测者的后颈部位贴上具有双色荧光性质的柔性薄膜，待具有双色荧光性质的柔性薄膜接触皮肤表面汗液分子，于待测者睡眠过程中检测患者汗液葡萄糖水平；
步骤四，8-14小时后从测试者颈部取下薄膜，再次在黑暗环境下用紫外灯照射拍摄具有双色荧光性质的柔性薄膜的荧光图像，并与测试前图像进行颜色分析对比。
9.根据权利要求8所述的基于高分子凝胶柔性薄膜的汗液葡萄糖可视化检测方法，其特征在于，将双色荧光性质的柔性薄膜的荧光图像与测试前图像进行颜色分析对比的方法包括如下内容：
1)将获得的荧光图像所有像素点的R值和B值数据导出，并计算R/B数值；
2)将每位测试者测试前后拍摄的薄膜荧光图像中所有像素点的R/B数值进行归一化，乘以225，将最大值颜色设为红色，最小值颜色设为蓝色，其他点根据R/B数值设为红蓝之间的相应颜色，获得颜色差异扩大的荧光图像；
3)计算每张图像的平均R/B数值，乘以225，将最大值颜色设为红色，最小值颜色设为蓝色，其他图像根据R/B数值设为相应的红蓝之间的颜色，获得颜色平均化的荧光图像；
4)将处于高血糖临界值的患者测试图像设置为标准色卡，将测试者测试后处理得到的图像颜色与标准色卡颜色进行对比，若图像颜色偏蓝则判定为高血糖，若图像颜色偏红则判定为血糖正常。
一种高分子凝胶柔性薄膜及基于该薄膜的汗液葡萄糖可视化
检测方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
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