本發(fā)明涉及即時檢測，尤其是涉及一種汗液即時檢測裝置及其制備方法。

背景技術：

1、汗液是一種非侵入性生物流體，汗液的ph值可以反映汗液中電解質濃度的含量，從而指示人體疾病和代謝活動。此外，汗液中的電解質、代謝物、小分子蛋白質等生物標志物也可用于評估人體健康狀況，如水合狀態(tài)、囊性纖維化、身體壓力和骨礦物質流失等。由于其易于收集和豐富的信息內(nèi)容，汗液在非侵入性監(jiān)測的可穿戴傳感方面具有巨大的潛力。

2、傳統(tǒng)的汗液取樣方法有全身沖洗取樣、貼片取樣、聚合物袋/膜取樣等，這些方法需要由專業(yè)人員經(jīng)過繁瑣的取樣操作完成，并且取樣過程較長，取樣時汗液易蒸發(fā)，汗液中生物標志物可能發(fā)生降解進而影響實際檢測結果?？s短汗液取樣和填充時間有助于進行及時、全面的分析，提供準確的信息。因此，設計一種便攜、操作簡單、響應時間短的汗液即時檢測裝置是亟待解決的問題。

3、現(xiàn)有的專利技術中，cn118021354a公開了一種體表生理液體自收集與自過濾貼片，該專利利用圓形周邊的一級入液口和二級入液口進行汗液收集。但人體表面的汗液通常是大范圍區(qū)域性分泌的，單獨的入液口可能沒有覆蓋皮膚下汗腺，難以收集到足量的汗液，大范圍的貼合區(qū)域還可能造成皮膚區(qū)域性壓迫而導致貼片內(nèi)汗液分泌受阻，并且該貼片僅能用于初步收集少量汗液，對于汗液的檢測依舊需要借助額外的檢測設備，這對于用戶的實時檢測是不方便不便捷的。cn117159041a公開了一種仿生學的汗液采集微流控貼片，該專利利用貼片底部的條形汗液收集通道進行收集，收集后借助上方的按壓式汗液抽吸泵吸取汗液，在手動打開反應倉開關后放入檢測試紙進行檢測。然而條形式的汗液收集通道依舊面臨著汗液收集面積小、影響汗液分泌等問題，并且該裝置需要手動打開開關放入測試紙后按壓抽吸汗液，操作流程較繁瑣，并且如果貼片貼在手臂上，用戶僅能單手進行操作，這樣的操作同樣不便捷。

4、因此，理想的汗液傳感器應該是易于操作的，能夠高效足量的采集汗液，并將采集的樣品從收集區(qū)域快速輸送到感測區(qū)域，在感測區(qū)域快速的得出汗液分析結果，為用戶提供即時的檢測結果，便于用戶了解到真實準確的信息。

技術實現(xiàn)思路

1、為實現(xiàn)上述目的，本申請?zhí)峁┮环N能夠高效足量的采集汗液，及時迅速的分析檢測汗液的汗液即時檢測裝置。

2、本申請?zhí)峁┑暮挂杭磿r檢測裝置自下而上依次包括：

3、采集層，所述采集層包括貼合區(qū)、扇形導流區(qū)和收集區(qū)，所述貼合區(qū)用于貼合皮膚，所述導流區(qū)用于將汗液導流至收集區(qū)內(nèi)；所述導流區(qū)內(nèi)設置有若干個朝向收集區(qū)的導流葉片，所述導流葉片為三角形；所述收集區(qū)連接于導流區(qū)的扇形夾角內(nèi)并貫穿于采集層；

4、檢測層，所述檢測層內(nèi)設置有引流區(qū)、檢測區(qū)和微流道，所述引流區(qū)與所述收集區(qū)相對應，用于將收集區(qū)的汗液引流至檢測區(qū)，所述檢測區(qū)設置有汗液檢測芯片；所述微流道自引流區(qū)發(fā)出，貫穿檢測區(qū)并延伸至檢測層最外側。

5、進一步具體的，所述檢測層內(nèi)包括至少兩個檢測區(qū)，每一個檢測區(qū)均連接有一條不同的微流道，不同的所述微流道將汗液引流至不同的檢測區(qū)。

6、進一步具體的，導流葉片為具有橫向曲率和縱向曲率的曲面三角形葉片，橫向曲率半徑r1為300～600μm，縱向曲率半徑r2為500～800μm。

7、進一步具體的，所述導流葉片的高度為400～800μm、底邊寬度為400～800μm，相鄰所述導流葉片之間的徑向間距為550～750μm，弧向間距為200～600μm，所述導流葉片的傾斜角為40～80°。

8、進一步具體的，所述采集層的高度為600～1000μm，所述導流區(qū)的高度為400～800μm。檢測層的高度為400～600μm，微流道的高度為300～500μm。

9、裝置優(yōu)選的尺寸數(shù)據(jù)為：采集層高度800μm、導流區(qū)高度600μm、導流葉片高度與導流區(qū)高度一致為600μm、葉片底邊寬度為600μm、葉片橫向曲率r1為400μm、縱向曲率r2為650μm、導流葉片之間徑向間距為400μm，弧向間距為550μm，導流葉片的傾斜角為60°。

10、進一步具體的，所述收集區(qū)、引流區(qū)和檢測區(qū)均為圓形。

11、本申請還提供一種汗液即時檢測裝置的制備方法，包括以下步驟：

12、s1、制備采集層模具和檢測層模具；

13、s2、將樹脂預聚物和固化劑均勻混合并去除氣泡獲得混合物，將混合物分別置入采集層模具和檢測層模具中，混合物固化脫模后獲得采集層和檢測層；

14、s3、對采集層和檢測層進行表面等離子體處理后進行表面親水改性處理；

15、s4、將汗液檢測芯片置入表面親水改性處理后的檢測層的檢測區(qū)內(nèi)，將采集層和檢測層對齊后進行粘合；

16、s5、在粘合后在采集層的貼合區(qū)上粘合貼合膜，得到汗液即時檢測裝置。

17、進一步具體的，所述樹脂預聚物和固化劑的比例為15:1～10:1。

18、進一步具體的，所述步驟s3中表面親水改性處理具體為：將采集層和檢測層浸入8％(w/v)聚乙烯吡咯烷酮溶液中3分鐘后用去離子水洗滌并真空干燥。

19、本發(fā)明設計的汗液即時檢測裝置的有益效果有：

20、1、本發(fā)明設計的導流區(qū)為扇形接觸口，汗液采集面積大，能夠覆蓋更多的汗腺，在皮膚輕微出汗的情況下也能夠采集足量的汗液供應分析檢測，人體無需進行額外的增加催汗運動。

21、2、本申請設計的采集層汗液采集效率高，導流區(qū)內(nèi)導流葉片具有自驅動定向運輸功能，汗液集中收集。采集過程汗液無水分揮發(fā)，汗液內(nèi)分析標志物無分解，裝置選材不污染汗液，汗液質量好，分析檢測結果真實可靠。

22、3、本申請設計的汗液即時檢測裝置具有良好的生物相容性，裝置選材綠色安全無污染，結構內(nèi)外均進行等離子體處理，不傷害皮膚，貼合在皮膚上無不適感，對貼合區(qū)域無嚴格要求，可以貼合在手臂、大腿、額頭、頸部等區(qū)域。

23、4、本發(fā)明設計的汗液即時檢測裝置集汗液采集和汗液檢測于一體，檢測層直接連接采集層，內(nèi)置汗液檢測芯片，用戶無需額外操作，僅需將裝置貼在皮膚上，裝置就能自動完成采集和檢測工作。裝置汗液采集效率高、汗液采集量充足、采集后汗液到達檢測區(qū)及時、汗液分析檢測過程迅速，用戶無需借助復雜的分析儀器就能獲取能直觀的觀察到檢測區(qū)內(nèi)汗液檢測芯片的顯色變化狀況。

技術特征：

1.一種汗液即時檢測裝置，其特征在于，自下而上依次包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的汗液即時檢測裝置，其特征在于，所述檢測層內(nèi)包括至少兩個檢測區(qū)，每一個檢測區(qū)均連接有一條不同的微流道，不同的所述微流道將汗液從引流區(qū)引流至不同的檢測區(qū)。

3.根據(jù)權利要求1所述的汗液即時檢測裝置，其特征在于，所述導流葉片為具有橫向曲率和縱向曲率的曲面三角形葉片，所述橫向曲率半徑r1為300～600μm，所述縱向曲率半徑r2為500～800μm。

4.根據(jù)權利要求1所述的汗液即時檢測裝置，其特征在于，所述導流葉片的高度為400～800μm、底邊寬度為400～800μm，相鄰所述導流葉片之間徑向間距為550～750μm、弧向間距為200～600μm，所述導流葉片傾斜角為40～80°。

5.根據(jù)權利要求1所述的汗液即時檢測裝置，其特征在于，所述采集層的高度為600～1000μm，所述導流區(qū)的高度為400～800μm。

6.根據(jù)權利要求1所述的汗液即時檢測裝置，其特征在于，所述檢測層的高度為400～600μm，所述微流道的高度為300～500μm。

7.根據(jù)權利要求1所述的汗液即時檢測裝置，其特征在于，所述收集區(qū)、引流區(qū)和檢測區(qū)均為圓形。

8.一種汗液即時檢測裝置的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

9.根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述樹脂預聚物和固化劑的比例為15:1～10:1。

10.根據(jù)權利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述步驟s3中表面親水改性處理具體為：將采集層和檢測層浸入聚乙烯吡咯烷酮溶液中3分鐘后用去離子水洗滌并真空干燥。

技術總結
本發(fā)明涉及一種汗液即時檢測裝置及其制備方法，自下而上依次包括采集層和檢測層，所述采集層包括貼合區(qū)、扇形導流區(qū)和收集區(qū)，所述貼合區(qū)用于貼合皮膚，所述導流區(qū)用于將汗液導流至收集區(qū)內(nèi)；所述導流區(qū)內(nèi)設置有若干個朝向收集區(qū)的導流葉片，所述導流葉片為三角形；所述收集區(qū)連接于導流區(qū)的扇形夾角內(nèi)并貫穿于采集層；檢測層，所述檢測層內(nèi)設置有引流區(qū)、檢測區(qū)和微流道，所述引流區(qū)與所述收集區(qū)相對應，用于將收集區(qū)的汗液引流至檢測區(qū)，所述檢測區(qū)設置有汗液檢測芯片；所述微流道自引流區(qū)發(fā)出，貫穿檢測區(qū)并延伸至檢測層最外側。本發(fā)明具有汗液采集效率高、汗液采集量充足、采集后汗液檢測及時、汗液分析檢測過程迅速、檢測結果可靠等特點。

技術研發(fā)人員：宋鵬飛,李一帆,林永義
受保護的技術使用者：西交利物浦大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30