葡萄糖检测方法、检测试纸及制备方法、汗液采集器与流程

本技术涉及检测，尤其涉及一种葡萄糖检测试纸制备方法、一种采用该葡萄糖检测试纸制备方法制备的葡萄糖检测试纸、一种葡萄糖检测方法及一种汗液采集器。

背景技术：

1、由于汗液中含有多种离子和化合物，例如但不限于包括na离子、乳酸、葡萄糖等，因此可以通过检测汗液中的葡萄糖浓度以监测人体体液内的葡萄糖浓度，进而实现人体血糖无创检测。

2、目前汗液中葡萄糖浓度的检测方法包括但不限于电化学方法、比率荧光方法以及比色方法等。其中，所述比色方法即将溶液滴入葡萄糖检测试纸中，可以但不限定通过光谱、智能手机、相机、图像传感器等设备获取葡萄糖检测试纸的显色图像，并根据显色图像中颜色信号的强弱以判断溶液中葡萄糖的浓度。基于比色传感的方法检测葡萄糖具有特异性高、感应快速、检测限低、操作简单以及成本低等优点，通常应用于葡萄糖检测试纸中以提高葡萄糖检测的便捷性和即时性，并且能够与汗液采集器等设备结合以实现实时检测葡萄糖浓度的效果。

3、而现有的葡萄糖检测试纸和汗液采集器件方式相对繁琐，汗液采集器件的结构复杂、制造难度大、成本较高，葡萄糖检测试纸检测葡萄糖的过程复杂、耗时长、灵敏度低。并且，在获取葡萄糖检测试纸显色图像的颜色强度时，通常基于单一颜色分量值判断显色图像的颜色强度，该方式误差大且分辨率较低，难以精准判断溶液中葡萄糖的浓度。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本技术提供了一种葡萄糖检测试纸制备方法，通过针对性的优化葡萄糖检测试纸中各反应底物的浓度配比，能够提高通过本技术葡萄糖检测试纸制备方法制备而成的葡萄糖检测试纸的灵敏度和使用效果。同时，本技术还提供一种通过该葡萄糖检测试纸制备方法制备而成的葡萄糖检测试纸、一种葡萄糖检测方法及一种汗液采集器。具体包括如下方案：

2、第一方面，本技术提供一种葡萄糖检测试纸制备方法，包括步骤如下：

3、向纸基加入壳聚糖溶液，壳聚糖溶液均匀分布并浸入纸基内，其中，壳聚糖溶液的浓度为0.5～1.5mg/dl；

4、对纸基进行干燥处理；

5、向纸基分别加入显色溶液、葡萄糖氧化酶溶液、及辣根过氧化氢酶溶液，显色溶液的浓度为2.4～3.6mg/dl，葡萄糖氧化酶溶液的浓度为15.5～17mg/dl，辣根过氧化氢酶溶液的浓度为0.15～0.20mg/dl，显色溶液、葡萄糖氧化酶溶液、及辣根过氧化氢酶溶液均匀分布并浸入纸基内，其中，在加入每一种溶液后均对纸基进行干燥处理。

6、本技术葡萄糖检测试纸制备方法通过设置纸基，也即设置反应基底的材质为纸，在形成承载用于检测与葡萄糖发生反应的反应底物效果的同时，能够附着和粘附后各反应底物，使得在滴入含有葡萄糖的待检测溶液后，待检测溶液中的葡萄糖能够与附着于纸基上的各反应底物依次发生化学反应，以实现检测葡萄糖浓度的功能。壳聚糖溶液中的壳聚糖具有较强的吸附效果，通过向纸基加入壳聚糖溶液，能够提高纸基的吸附能力，以进一步提高对各反应底物的吸附和固定效果。通过设置壳聚糖溶液均匀分布于纸基上，以能够均匀的将反应底物吸附于纸基上，也即提高反应底物的均匀分布效果，进而提高葡萄糖检测试纸显色时的图像均匀性，避免出现颜色聚集降低分辨率的不良现象出现。同时，在壳聚糖溶液浸入纸基后，通过对纸基进行干燥处理，能够去除纸基中的水分，以便于保证后续滴入其他溶液时，纸基对其他溶液的吸收效果，并提高纸基的载液量。

7、本技术葡萄糖检测试纸制备方法，通过加入显色溶液(3,3',5,5'-tetramethylbenzidine，tmb)，以使得显色溶液能够与过氧化氢反应从而产生颜色变化，以检测待检测溶液中葡萄糖的浓度，进而实现本技术葡萄糖检测试纸制备方法制备的葡萄糖检测试纸检测葡萄糖浓度的功能。通过加入葡萄糖氧化酶溶液(glucose oxidese，god)，能够使得待检测溶液中的葡萄糖与氧气发生氧化还原反应，并形成对葡萄糖分解的催化效果，以提高葡萄糖氧化为含有过氧化氢溶液的速率，进而能够提高本技术葡萄糖检测试纸制备方法制备的葡萄糖检测试纸的检测灵敏性。通过加入辣根过氧化氢酶溶液(horseradish peroxidase，hrp)，能够催化过氧化氢与显色溶液发生反应使得显色溶液能够显色，并提高显色溶液显色的速率，进而提高本技术葡萄糖检测试纸制备方法制备的葡萄糖检测试纸的检测灵敏性。并在每一次加入各溶液后，均对纸基进行干燥处理，能够去除纸基中的水分，以便于保证后续滴入其他溶液时，纸基对其他溶液的吸收效果，并提高纸基的载液量。

8、本技术葡萄糖检测试纸制备方法，通过设置显色溶液的浓度为2.4～3.6mg/dl、葡萄糖氧化酶溶液的浓度为15.5～17mg/dl、辣根过氧化氢酶溶液的浓度为0.15～0.20mg/dl，使得显色溶液、葡萄糖氧化酶溶液、及辣根过氧化氢酶溶液各自的浓度之间形成配合，在不需要分多次滴入大量的待检测溶液的情况下，只需要滴入少量的待检测溶液即能够实现较好的显色效果，以检测出待检测溶液中葡萄糖的浓度，简化了检测葡萄糖浓度的过程、节约了检测时间，以实现本技术葡萄糖检测试纸制备方法制备的葡萄糖检测试纸的反应灵敏度、检测精度和分辨率。

9、一种实施例，对纸基进行干燥处理，包括：

10、将纸基放置于23℃～27℃环境中并保持干燥时长大于或等于10分钟。

11、一种实施例，向纸基分别加入显色溶液、葡萄糖氧化酶溶液、及辣根过氧化氢酶溶液，包括：

12、向纸基加入显色溶液，并在显色溶液浸入纸基后对纸基进行干燥处理；

13、向纸基加入辣根过氧化氢酶溶液，并在辣根过氧化氢酶溶液浸入纸基后对纸基进行干燥处理；

14、向纸基加入葡萄糖氧化酶溶液，并在葡萄糖氧化酶溶液浸入纸基后对纸基进行干燥处理。

15、在本实施例中，通过设置向纸基中加入反应底物的顺序为：依次加入显色溶液、葡萄糖氧化酶溶液、及辣根过氧化氢酶溶液，并在每一次加入溶液后均对纸基进行干燥处理，使得加入的各个溶液中的分子在纸基上形成层叠的效果，以在滴入待检测溶液后，待检测溶液中的葡萄糖能够先与直接接触的葡萄糖氧化酶发生氧化还原反应并分解成含有过氧化氢的溶液，而后辣根过氧化氢酶催化过氧化氢氧化显色溶液显色，进而能够保证每一种溶液中的反应底物与葡萄糖及分解后的分子之间的反应效果和反应效率，以进一步提高本技术葡萄糖检测试纸制备方法制备的葡萄糖检测试纸的灵敏度和准确率。

16、一种实施例，向纸基加入显色溶液，并在显色溶液浸入纸基后对纸基进行干燥处理，包括：

17、向纸基加入显色溶液，并在显色溶液浸入纸基后，将纸基放置于23℃～27℃环境中进行干燥处理且保持干燥时长大于或等于5分钟。

18、一种实施例，向纸基加入辣根过氧化氢酶溶液，并在辣根过氧化氢酶溶液浸入纸基后对纸基进行干燥处理，包括：

19、向纸基加入辣根过氧化氢酶溶液，并在辣根过氧化氢酶溶液浸入纸基后，将纸基放置于23℃～27℃环境中进行干燥处理且保持干燥时长大于或等于15分钟。

20、一种实施例，向纸基加入葡萄糖氧化酶溶液，并在葡萄糖氧化酶溶液浸入纸基后对纸基进行干燥处理，包括：

21、向纸基加入葡萄糖氧化酶溶液，并在葡萄糖氧化酶溶液浸入纸基后，将纸基放置于23℃～27℃环境中进行干燥处理且保持干燥时长大于或等于15分钟。

22、一种实施例，在向纸基加入葡萄糖氧化酶溶液，并在葡萄糖氧化酶溶液浸入纸基后对纸基进行干燥处理后，包括：

23、向纸基再次加入显色溶液，并在显色溶液浸入纸基后对纸基进行干燥处理。

24、在本实施例中，由于过氧化氢存在易挥发的特性，在依次加入显色溶液、葡萄糖氧化酶溶液、及辣根过氧化氢酶溶液并对纸基进行干燥处理后，通过向纸基再次加入显色溶液，以使得用于显色的显色溶液覆盖于纸基的最上层，也即在过氧化氢的挥发路径上再加入显色溶液，能够使得葡萄糖氧化分解得到的过氧化氢能够与显色溶液充分反，进一步保证本技术葡萄糖检测试纸制备方法制备的葡萄糖检测试纸检测葡萄糖浓度的精准度和检测效果，进而提高用户的使用体验感。

25、一种实施例，向纸基分别加入显色溶液、葡萄糖氧化酶溶液、及辣根过氧化氢酶溶液，包括：

26、向纸基分别加入显色溶液、葡萄糖氧化酶溶液、及辣根过氧化氢酶溶液，显色溶液溶解在有机溶剂中，葡萄糖氧化酶溶液溶解于第一缓冲液中，辣根过氧化氢酶溶液溶解于第二缓冲液中，其中，第一缓冲液的ph值为5.5～6.5，第二缓冲液的ph值为6.5～7.5。

27、在本实施例中，通过设置显色溶液溶解于有机溶剂中，能够保证显色溶液的反应活性，进而保证显色溶液的反应效果和反应速率。由于葡萄糖氧化酶溶液在ph值为5.5～6.5的环境中具有较高的活性，通过设置葡萄糖氧化酶溶液溶解于第一溶液中，并设置第一溶液的ph值为5.5～6.5，能够保证葡萄糖氧化酶溶液的活性，进而能够保证葡萄糖氧化酶溶液对葡萄糖的氧化效果和效率。通过设置辣根过氧化氢酶溶液溶解于第二缓冲液中，并设置第二缓冲液的ph值为6.5～7.5，能够保证辣根过氧化氢酶溶液的活性和反应效果。

28、也即，通过分别向显色溶液、葡萄糖氧化酶溶液及辣根过氧化氢酶溶液提供适宜的溶剂环境，能够提高显色溶液、葡萄糖氧化酶溶液及辣根过氧化氢酶溶液对葡萄糖与显色溶液之间的化学反应效率和效果，进而提高本技术葡萄糖检测试纸制备方法制备的葡萄糖检测试纸的检测效果和效率。

29、一种实施例，第一缓冲液为磷酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液及tris-盐酸缓冲液中至少一者。

30、一种实施例，第二缓冲液为磷酸盐缓冲液、柠檬酸盐缓冲液及tris-盐酸缓冲液中至少一者。

31、一种实施例，有机溶剂为甲醇、乙醇、丙酮中的一种。

32、一种实施例，向纸基加入壳聚糖溶液，包括：

33、向纸基加入壳聚糖溶液，壳聚糖溶液溶解于有机溶剂中，有机溶剂的体积分数为0.45～0.55％v/v。

34、第二方面，本技术还提供一种葡萄糖检测方法，用于检测待检测溶液中葡萄糖的浓度，包括步骤如下：

35、将待检测溶液滴入上述任一实施例中所述的葡萄糖检测试纸制备方法所制备的葡萄糖检测试纸中；

36、获取葡萄糖检测试纸的显色图像；

37、基于图像处理方法对获取的显色图像进行图像处理，以获取显色图像中所有像素点颜色的色调值之和或者蓝色分量值之和；

38、基于获取到的色调值之和或蓝色分量值之和确定待检测溶液中葡萄糖的浓度。

39、在本实施例中，通过将待检测溶液滴入上述任一实施例中的葡萄糖检测试纸制备方法所制备的葡萄糖检测试纸中，能够提高检测待检测溶液中葡萄糖浓度的效果和效率，并能够形成均匀且分辨率高的显色图像，便于后续对显色图像进行处理以确定待检测溶液中葡萄糖的浓度。通过获取显色图像中所有像素点颜色的色调值之和或者蓝色分量值之和，能够基于获取到所有像素点颜色的色调值之和或者蓝色分量值之和判断显色图像的颜色强度，进而能够确定待检测溶液中葡萄糖的浓度，进而能够提高本技术葡萄糖检测方法的检测精度和检测效果。

40、进一步的，本技术葡萄糖检测方法因为使用了上述任一实施例中的葡萄糖检测试纸制备方法制备而成的葡萄糖检测试纸，因此本技术葡萄糖检测方法具备了上述任一实施例中的葡萄糖检测试纸制备方法制备而成的葡萄糖检测试纸所具备的有益效果。

41、一种实施例，获取葡萄糖检测试纸的显色图像，包括：

42、采用智能手机、工业相机、图像传感器、电荷耦合器件等设备获取葡萄糖检测试纸的显色图像。

43、一种实施例，基于图像处理方法对获取的显色图像进行图像处理，包括：

44、分别获取显色图像中每个像素点颜色的灰度值，灰度值为各个像素点颜色的蓝色分量值、红色分量值及绿色分量值之和的平均值；

45、基于每个像素点颜色的灰度值获取各个像素点颜色的色调值；

46、基于各个像素点颜色的色调值获取色调值之和。

47、在本实施例中，通过获取显色图像中每个像素点颜色的灰度值，能够形成对显色图像颜色均匀化处理的效果，以保证显色图像颜色的均匀度，提高后续图像处理的效果和精准度。在获取显色图像时，可以忽略由光照不一致引起的饱和度以及明度变化，并以变化明显的色调值判断显色图像颜色强度，即通过获取颜色均匀化后的显色图像的色调值，能够判断显色图像的颜色强度并确定待检测溶液中葡萄糖的浓度。

48、换言之，由于显色图像颜色中红色、绿色以及蓝色三个颜色分量值均发生了不同程度的改变，本技术葡萄糖检测方法中先对获取到的显色图像进行均匀化处理，再获取显色图像颜色均匀化后的色调值，能够提高确定待检测溶液中葡萄糖浓度的分辨率和精准度，避免单独基于某一颜色分量值确定葡萄糖浓度可能带来的误差。

49、一种实施例，基于每个像素点颜色的灰度值获取各个像素点颜色的色调值，包括：

50、基于每个像素点颜色的灰度值并采用hsv颜色模型获取各个像素点颜色的色调值。

51、一种实施例，基于图像处理方法对获取的显色图像进行图像处理，包括：

52、分别获取显色图像中各个像素点的初始蓝色分量值和初始绿色分量值；

53、基于预设条件获取各个像素点颜色的蓝色分量值，蓝色分量值为各个像素点满足预设条件的初始蓝色分量值，其中，预设条件为大于初始绿色分量值的初始蓝色分量值；

54、基于各个像素点颜色的蓝色分量值获取蓝色分量值之和。

55、在本实施例中，通过获取大于初始绿色分量值的初始蓝色分量值以作为各个像素点颜色的蓝色分量值，进而能够提高显色图像中获取到的各个像素点颜色的蓝色分量值的准确率，避免出现误差，以进一步提高本技术葡萄糖检测方法检测待检测溶液中葡萄糖浓度的准确度和精确性。

56、一种实施例，获取葡萄糖检测试纸的显色图像，包括：

57、基于预设时间获取葡萄糖检测试纸的显色图像，其中，预设时间为将待检测溶液滴入葡萄糖检测试纸完成后的8～10分钟。

58、在本实施例中，通过在将待检测溶液滴入葡萄糖检测试纸完成后的8～10分钟获取葡萄糖检测试纸的显色图像，以保证待检测溶液中的葡萄糖能够与葡萄糖检测试纸中各反应底物充分反应，且在反应失效之前采集到显色图像，进而能够保证获取的显色图像的精准度，进一步提高本技术葡萄糖检测方法检测葡萄糖的效果。

59、一种实施例，待检测溶液为人体分泌的汗液。

60、在本实施例中，汗液中含有葡萄糖，通过将待检测溶液设置为汗液，能够实现本技术葡萄糖检测方法无创检测的效果，提高用户的使用体验感。

61、一种实施例，待检测溶液为人体分泌的尿液。

62、一种实施例，将待检测溶液滴入葡萄糖检测试纸中，包括：

63、将待检测溶液滴入葡萄糖检测试纸中，待检测溶液的体积为2～12ul。

64、在本实施例中，通过设置待检测溶液滴入至葡萄糖检测试纸中的体积为2～12ul，使得葡萄糖检测试纸具备更高、更快的灵敏度，进一步提高本技术葡萄糖检测方法的检测效果和检测效率。

65、第三方面，本技术还提供一种葡萄糖检测试纸，葡萄糖检测试纸采用上述任一实施例中所述的葡萄糖检测试纸制备方法所制备。

66、本技术葡萄糖检测试纸因为采用上述任一实施例中所述的葡萄糖检测试纸制备方法所制备而成，因此，本技术葡萄糖检测试纸具备了上述任一实施例中的葡萄糖检测试纸制备方法所制备葡萄糖检测试纸具备的所有可能的有益效果。

67、第四方面，本技术还提供一种汗液采集器，汗液采集器呈片状，汗液采集器包括储液腔和若干引流通道，若干引流通道均连通至储液腔，储液腔内存储有上述任一实施例中所述的葡萄糖检测试纸。

68、在本实施例中，通过设置汗液采集器呈片状，使得汗液采集器能够与人体皮肤形成贴合的效果，进而能够提高汗液采集器采集人体分泌的汗液的效果。通过在汗液采集器内部设置储液腔，使得汗液采集器能够持续收集和存储汗液，实现汗液采集器即时收集汗液的效果。通过将葡萄糖检测试纸设于汗液采集器的储液腔内，在汗液采集器采集到汗液并存储于储液腔内时，使得汗液能够直接浸入至葡萄糖检测试纸内并与葡萄糖检测试纸内的各反应底物发生反应，能够实现汗液中葡萄糖实时检测的功能，以进一步提高本技术汗液采集器的使用效果和使用体验感。

69、通过在各个储液腔内设置上述任一实施例中的葡萄糖检测试纸，以使得本技术汗液采集器能够具备上述任一实施例中的葡萄糖检测试纸所有可能具备的有益效果。

70、进一步的，本技术汗液采集器通过储液腔和引流通道之间的配合，能够实现即时收集人体分泌的汗液的效果，且本技术汗液采集器内部结构简单且对结构的精度要求较低，进而能够降低本技术汗液采集器的生产难度和生产成本。

71、一种实施例，沿汗液采集器的厚度方向，引流通道开设有贯通至汗液采集器表面的通道开口，汗液采集器的通道开口所在表面与人体皮肤贴合以使得人体分泌的汗液从通道开口流向与其对应的引流通道内。

72、在本实施例中，通过在引流通道开设通道开口，并设置通道开口所在表面与人体皮肤贴合，以使得人体分泌的汗液从通道开口流向与其对应的引流通道内并流至储液腔中存储。

73、一种实施例，若干引流通道沿同一方向依次间隔排布，储液腔的数量为一个，且储液腔沿引流通道的延伸方向位于汗液采集器的一端，若干引流通道均连通至储液腔。

74、在本实施例中，通过设置储液腔沿引流通道的延伸方向位于汗液采集器的一端，并设置若干引流通道均连通至储液腔，以通过各个引流通道将人体分泌的汗液引流至储液腔中存储，进而实现汗液采集器采集汗液的功能。

75、一种实施例，各个引流通道均开设有贯通至汗液采集器表面的通道开口。

76、一种实施例，若干引流通道沿竖直方向延伸，且储液腔沿竖直方向位于所述引流通道的下端。

77、在本实施例中，通过设置若干引流通道沿竖直方向延伸，并设置储液腔沿竖直方向位于所述引流通道的下端，以利用重力使得流入引流通道内的汗液能够沿着引流通道流入至储液腔中，以利用更直接和简单的方式收集汗液，并在提高本技术汗液采集器采集汗液效果的同时，进一步简化汗液采集器的内部结构。

78、一种实施例，若干引流通道贯通汗液采集器相背的两个表面；汗液采集器包括封装膜，封装膜具有粘性，封装膜贴合于汗液采集器背离通道开口的表面，且封装膜的边缘延伸至与人体皮肤贴合以将汗液采集器固定于人体上。

79、一种实施例，储液腔的数量为多个，多个储液腔相互间隔排布，每个引流通道依次连通于相邻的两个储液腔之间。

80、一种实施例，在引流通道或者储液腔上开设有通气孔，以平衡汗液采集器内外气压。

81、在本实施例中，通过在引流通道或者储液腔上开设有通气孔，以保证汗液采集器内外的压力平衡，提高汗液在引流通道内的流动效果。

82、一种实施例，汗液采集器的材质为柔性材质。

83、在本实施例中，通过设置汗液采集器的材质为柔性材质，以使得本技术汗液采集器能够与不同形状和弧度的人体皮肤表面形成贴合，提高本技术汗液采集器的使用范围和使用效果。