[发明专利]汗液收集及分析系统及其制作方法

说明书

一种新型的可与可穿戴设备结合的汗液收集及分析设备，解决生命健康不能实时持续跟踪的问题。具体技术方案如下：一种汗液采集及分析系统，其特征在于：包括汗液采集单元和汗液分析设备，其中，汗液采集单元包括疏水性织物，疏水性织物上编织亲水性微流控网络，其中一面穿戴在人体皮肤上收集汗液，另一面连接汗液分析设备。使用时，对系统进行校准：配置好的目标物溶液滴在近皮肤层上的汗液聚集区域，使其沿着亲水性连线向排出区域转移，检测单元测出的数据与目标物溶液的标准浓度值进行对比校准。

技术领域

本发明涉及一种汗液收集分析设备，特别是一种新型的可穿戴式汗液收集及分析系统，及其制作方法。

背景技术

随着健康关注力度的升高，人们对身体各项指标监控的需求突飞猛进，可以通过血液、组织液或汗液的检测来跟踪掌握身体健康状况；血液和组织液的检测会对身体造成一定损伤，因此利用汗液的无创伤检测是一个趋势。汗液的收集及储存对汗液中的电解质分析的准确性具有重要的影响，汗液通过皮肤表面的汗液蒸发来调节人体温度，但是正是由于这种汗液的蒸发，导致电解质的浓度测定值偏高并且成为该领域最大的潜在错误源。目前国内市场上汗液收集及检测一体化的可穿戴设备销售为空白，国外投入使用的也只有Nanoduct设备，用于检测囊肿性纤维化疾病，但是其使用复杂，并且无法穿戴，局限的应用于检测机构，不能实时持续有效的反应身体健康状况。

发明内容

本发明目的是要提供一种新型的可与可穿戴设备结合的汗液收集及分析设备，解决生命健康不能实时持续跟踪的问题。具体技术方案如下：

一种汗液采集及分析系统，其特征在于：包括汗液采集单元和汗液分析设备，其中，汗液采集单元包括疏水性织物，疏水性织物上编织亲水性微流控网络，其中一面穿戴在人体皮肤上收集汗液，另一面连接汗液分析设备。

作为改进，汗液分析设备包括检测单元、分析单元、显示单元，检测单元包括检测电极，检测电极与汗液收集单元连接，并通过导线连接换能器，换能器连接分析单元，分析单元连接显示单元。

作为进一步改进，疏水性织物为双面结构，亲水性微流控网络包括位于疏水性织物正面的导流汗液的网格结构，构成A图案；和疏水性织物双面编织的收集汗液的网格结构，构成B图案；多个A图案围绕中心的B图案卫星式分布，A图案与中心的B图案通过亲水性连线连接。

作为进一步改进，检测单元包括双检测电极，即参比电极和ISE工作电极或裸工作电极，亲水性连线经过检测电极，检测电极通过导线接入换能器，换能器连接分析单元。

作为进一步改进，检测单元包括三检测电极，即参比电极、对电极和酶修饰工作电极，亲水性连线经过检测电极，检测电极通过导线接入换能器，换能器连接分析单元。

作为进一步改进，检测单元安装在疏水性织物背面，分析单元安装在疏水性基底正面，疏水性基底背面与疏水性织物背面相贴，疏水性基底为玻璃或橡胶，分析单元和换能器粘贴在疏水性基底正面，在疏水性基底上打孔，导线穿过基底连接到换能器，同时导线将换能器与分析单元连接。

作为进一步改进，疏水性织物、疏水性基底、显示单元自下而上布置，整个汗液采集及分析系统安装在腕表表壳内，疏水性织物正面穿戴在人体皮肤上收集汗液，表壳内安装显示单元，显示分析结果。

本发明还提供上述汗液采集及分析系统的制作方法，包括如下步骤：

a)疏水性织物：疏水性织物由棉面料制备，棉面料为双层结构，在50KPa的气压下将超疏水性涂料气刷到棉面料表面，超疏水性涂料的使用量为0.5mL/cm2-2mL/cm2，然后将棉面料固定在玻璃或金属表面，在100℃温度下固化30min；

b)亲水性连线：选用200um-1000um棉纱线，利用脱胶除去表面蜡保护层进行亲水性处理，首先配制含1.5wt％碳酸钠和1.5wt％十二烷基硫酸铵的水溶液，在300℃加热板上煮沸，然后将棉纱线沸水浴60min，最后室温下用去离子水清洗；