[发明专利]一种汗液微流控系统、制作方法及使用方法

说明书

本发明公开一种汗液微流控系统、制作方法及使用方法，所述微流控系统包括：用于汗液收集的微流控芯片、粘胶层、去离子水注入球、空气注入球和汗液收集器；微流控芯片的制作方法包括：加工含有微流控芯片的阳模，按照比例均匀混合液态PDMS与固化剂，注入阳模中；将固化后的微流控芯片与阳模剥离；将微流控芯片的流体流通区与粘胶层的开孔区对准，粘接压实；使用方法包括汗液收集方法和出汗率计算方法。本发明采用了PDMS材料制作微流控芯片，每隔一段时间收集新鲜的汗液样本，使用去离子水球与空气注入球将汗液样本冲洗到去汗液收集器中，可连续使用收集汗液，确保“新鲜”汗液被取样，无创且便携。

技术领域

本发明涉及微流控技术领域，具体是一种汗液微流控系统、制作方法及使用方法。

背景技术

血液分析是人体疾病检测与健康评估最常见的分析手段，但血液取样通常要破坏皮肤组织，是有创的。血液分析耗时长、费用高，不能实时获取人体生理健康状态，且频繁采血给病人带来很大程度上的痛楚。

随着电子信息及微纳加工技术的快速发展，智能可穿戴设备不仅可实时获取与人体健康信息相关的物理信息(如心率、呼吸频率、血压、体温)等，且正朝着实时监测人体生物分子层面信息方向迈进。而汗液作为人体一种重要液体，成为可穿戴式传感器的热门研究目标。汗液中包含的与人体健康相关的生物标志物的种类丝毫不亚于血液，且汗液与其他体液相比更容易采集。例如，局部或全身的出汗率可提供人体水合状态信息，对出汗率的实时测量可以预防与温度相关的疾病如中暑，汗液中电解质和代谢产物如乳酸、氯和葡萄糖与人体疲劳程度、电解质平衡以及血糖水平息息相关。

汗液的定量收集是实现上述汗液分析目标的重要前提。传统的汗液收集方法通常采用滤纸、纱布、毛巾、酒精棉等吸水材料吸收皮肤表面汗液，然后采用高速离心机离心获取。该方法操作复杂，无法实现连续分析。

发明内容

本发明的目的在于提供用于汗液定量收集与出汗率测量的微流控系统及其方法,采用了PDMS材料制作微流控芯片，每隔一段时间收集新鲜的汗液样本，使用去离子水球与空气注入球将汗液样本冲洗到汗液收集器中，可连续收集汗液，确保“新鲜”汗液被取样，无创且便携；将微芯片通道设计为细长的扁舟型，用光滑的曲线连接微流控芯片的流体输入口、流体输出口，以防止液体、气体滞留在边角处，从而确保皮肤与微流控芯片接触处出现的汗液能够全部与去离子水混合，并被全部排出至汗液收集器中。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种汗液微流控系统，所述微流控系统包括：

用于汗液收集的微流控芯片，所述微流控芯片包括流体流通区，流体流通区包括用于收集皮肤表面分泌的汗液的汗液收集区，汗液收集区的两端均设有用于引导去离子水的注入和汗液收集物的排出的流体通道，流体通道的两端分别设有流体输入口和流体输出口；

粘胶层，包含粘胶区与开孔区，其中开孔区的轮廓特征与微流控芯片的流体流通区相对应；

去离子水注入球，所述去离子水注入球由球帽与移液管构成，移液管上标有吸液提示刻度线，吸液至刻度线位置所吸取的液体体积与汗液收集区及流体通道的体积和相等；

空气注入球，所述空气注入球与离子水注入球结构相同，其区别在于尺寸不同；

汗液收集器，所述汗液收集器为上开口大、下开口小的柱体结构，下开口与流体输出口相连接，汗液收集器上设有刻度线，可读出收集汗液的体积。

进一步的，所述流体通道的横截面为矩形，矩形的深度和宽度的尺寸范围均为：200μm～1000μm。

进一步的，所述汗液收集区呈细长扁舟型，汗液收集区上设有阵列分布的圆柱支撑体。

进一步的，所述流体输入口和流体输出口均位于流体通道上。

进一步的，所述微流控芯片材质为PDMS。