成果简介
带有离子载体聚合物敏感膜的固接触离子选择性电极 （SC-ISE） 一直是用于电解质分析的可穿戴汗液传感器的主要设备。然而，离子选择性膜（ISM）中离子载体的毒性，例如缬氨霉素（K离子载体），是一个重大挑战。本文，广州大学甘世宇 教授团队在《Anal. Chem》期刊发表名为“Graphene Oxide–Poly(vinyl alcohol) Hydrogel-Coated Solid-Contact Ion-Selective Electrodes for Wearable Sweat Potassium Ion Sensing”的论文，研究报告了在 ISM 上涂覆氧化石墨烯-聚乙烯醇（GO-PVA）水凝胶以制造基于水凝胶的 SC-ISE 的情况。GO片和 PVA 链之间的氢键相互作用可通过形成交联网络增强机械强度。综合电化学测试表明，与未包覆的 K+-SC-ISE 相比，包覆水凝胶的 K+-SC-ISE 可保持 Nernstian 反应灵敏度、高选择性和抗干扰能力。通过整合固体接触参比电极，进一步制作了柔性水凝胶 K+ 传感装置，实现了对汗液 K+ 的实时监测。这项工作突出了水凝胶涂层用于制造生物相容性可穿戴电位汗液电解质传感器的可能性。
图文导读
图1.GO-PVA水凝胶和换能器材料的结构
图2.使用/不使用GO-PVA水凝胶的K-SC-ISE的电位测试
图3.检查抗干扰能力。
图4.柔性 ISM/GO-PVA 水凝胶电极。
图5.集成可穿戴传感器，用于身体汗液 K 监测
小结
综上所述，本文提出了一种基于GO-PVA水凝胶涂层的可穿戴钾离子电位传感器，用于汗液监测。与目前广泛使用的基于ISM的SC-ISE相比，GO-PVA水凝胶涂层传感器保持了能斯蒂安响应灵敏度、高选择性和可比的重现性。此外，GO-PVA涂层的SC-ISE具有良好的柔韧性，并实现了对汗液中K浓度的实时监测的高精度。解决有毒离子载体的泄漏问题非常重要，并且在可穿戴电位离子传感器中仍然具有挑战性。值得注意的是，GO-PVA水凝胶避免了皮肤直接暴露，这可以减缓有毒离子载体泄漏到汗液中。水凝胶是一种广泛的生物相容性材料，为探索基于水凝胶的SC-ISE提供了广阔的空间，以实现未来的可穿戴电解质监测应用。
文献：https://doi.org/10.1021/acs.analchem.4c00609
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