В данной работе разработано миниатюрное портативное электрохимическое измерительное устройство с множественными каналами, которое обеспечивает онлайн-измерение содержания нескольких компонентов в поте человека в реальном времени. Устройство обладает такими преимуществами, как многоканальность, низкая стоимость и портативность, позволяет одновременно проводить тестирование временных кривых тока по двум каналам и временных кривых разомкнутого цепи напряжения по трем каналам. В статье подробно изложена концепция проектирования устройства и вопросы, на которые следует обратить внимание при разработке миниатюрных электрохимических измерительных приборов. Исследуемое устройство с помощью регулировки сопротивления преобразователя ток-напряжение (Current-to-Voltage Converter, I-V) обеспечивает 4 различных коэффициента усиления, диапазон измерения тока от 10 пА до 100 мкА, диапазон прикладываемого напряжения ±1.25 В, точность приложенного напряжения менее 1 мВ, диапазон измерения разомкнутого напряжения ±1.25 В, разрешающая способность по напряжению достигает 0.1 мВ, что удовлетворяет большинству требований онлайн-измерений электродов шелкографии. Проведены тесты и проверка точности выходного напряжения возбуждающего сигнала схемы и точности выборки аналогового сигнала. Использованы GC/rGO-MoO3 и rGO, синтезированные членами научной группы, в качестве проводящего слоя для изготовления твердотельного ионселективного электрода калия с функцией измерения разомкнутого напряжения, а также изготовлены сенсоры для глюкозы и лактата для проверки результатов тестирования временных кривых тока устройства. Одновременно проведена практическая проверка изменений содержания компонентов пота человека (глюкоза, лактат, K+, Na+, значение pH) во время движения с помощью данного устройства. Результаты показали, что данное миниатюрное портативное много канальное электрохимическое измерительное устройство не только достигло практических технических параметров, но и успешно применилось в адаптации сенсоров и измерении пота человека, что полностью доказывает его огромный потенциал в области мониторинга физиологических показателей в реальном времени, предоставляя прочную техническую поддержку для дальнейшей разработки более современных носимых устройств для мониторинга здоровья и продвижения развития персонализированного управления здоровьем.
关键词
много каналов;электрохимические измерения;пот;ионселективный электрод