一种用于汗液及运动信号检测的模块化微流控芯片制造技术

本实用新型专利技术提供了一种用于汗液及运动信号检测的模块化微流控芯片，其包括微流控基底和微流控模块；所述微流控基底包括第一基底，所述第一基底内设有第一纸基微流道，沿着所述第一纸基微流道旁设有运动信号监测构件；所述第一基底的上、下表面分别设有排汗口、入汗口；所述微流控模块包括第二基底，所述第二基底内设有第二微流道、表面拉曼增强构件和阻光构件，所述表面拉曼增强构件、阻光构件分别位于第二微流道的上方和下方、并相对设置；所述第二基底通过粘性与第一基底连接。采用本实用新型专利技术的技术方案，可以简便精确实时检测汗液成分、流量、流速等参数，同时还可以对身体的运动信号进行检测，对运动信号进行捕捉。对运动信号进行捕捉。对运动信号进行捕捉。

【技术实现步骤摘要】
一种用于汗液及运动信号检测的模块化微流控芯片


[0001]本技术涉及生物传感
，尤其涉及一种用于汗液及运动信号检测的模块化微流控芯片。

技术介绍

[0002]生物传感在近些年的发展逐渐迅速，汗液传感器也逐渐受到大家的关注。可穿戴式汗液传感器有可能提供与个人健康和疾病状态相关的临床有意义的信息。目前传感器主要依靠酶和抗体作为生物识别元件，实现对汗液中代谢物和应激生物标志物的特异性测量。然而，随着时间的推移，酶和抗体容易降解，影响传感器的性能，因此更为准确的检测方法亟需被设计出来；同时亲和人体皮肤的黏性透气无害材料也是其中很重要的一个方面，而现有大部分的汗液分析传感器与皮肤接触部分多采用医用双面胶制作，使用多层结构，这就使得传感器本身密封不足而发生漏液的问题，加之现有大部分微流控芯片中汗液进入管道主要依靠的是汗腺产生汗液时的液体压力，导致进入管道的汗液不可避免的少于实际产生的汗液；同时若能在运动的过程中对运动信号进行一定的检测，便可以更加准确全面的对人体状态进行评估。
[0003]现有对于运动状态下汗液拉曼信号检测的手段，基本每一次使用仪器读取汗液中的拉曼峰值的时候，都会打断受测者的运动状态，从而导致测量过程的不连续性。同时对同一位置如果需要多次检测，则必须重新贴片，比较麻烦且不能保证位置的准确性。且如果需要对受测者的出汗情况进行检测，必须长时间停止其运动状态，若没有达到预期，继续收集汗液，还需进行重新再次运动，导致测试流程不连续。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题，本技术公开了一种用于汗液及运动信号检测的模块化微流控芯片，可以进行连续汗液监测以及运动生理信号监测。
[0005]对此，本技术的技术方案为：
[0006]一种用于汗液及运动信号检测的模块化微流控芯片，
[0007]其包括微流控基底和微流控模块；
[0008]所述微流控基底包括第一基底，所述第一基底内设有第一纸基微流道，沿着所述第一纸基微流道旁设有运动信号监测构件，所述运动信号监测构件连接电极；所述第一基底的下表面设有入汗口，所述第一基底的上表面设有排汗口，所述入汗口、排汗口分别位于第一纸基微流道的两端；所述微流控模块包括第二基底，所述第二基底内设有第二微流道、表面拉曼增强构件和阻光构件，所述表面拉曼增强构件、阻光构件分别位于第二微流道的上方和下方、并相对设置；所述第二基底的上表面设有出口，所述第二基底的下表面设有入口，所述入口和出口分别位于第二微流道的两端，所述第二基底通过粘性与第一基底连接，所述入口不小于排汗口的大小。
[0009]采用此技术方案，纸基微流道的使用可以使得汗腺产生的汗液可以更少损失的进
入到微流道中去，使得对于流速、流量的检测更加的准确，可以更好的反映出人体的健康状况。在进行汗液成分分析时，可以使用表面增强拉曼技术（SERS）进行对汗液分析物的实时监测，无需使用比色分析，同时更加准确。实验证明手持拉曼仪器便可以对汗液中的代谢物成分、浓度进行比较准确的检测。因为每种成分都有专门的拉曼峰值，故此不用担心环境等方面的影响，也可以避免代谢物和酶或者抗体降解和反应耗时的问题，更准确精密。同时采用运动信号监测构件进行运动信号检测电路电极，可以间接得出身体的生理运动变化，从而可以对人的身体生理信号进行监测，使得功能更加多样化。
[0010]另外，将微流控基底和微流控模块分离为两个部件，两者通过粘性连接，可以拆卸分离，其中微流控基底部分实现对汗液流量以及运动信号的检测，微流控模块部分使用单独的含有表面增强拉曼的PDMS微流控管道模块进行黏附连接，可以在一定时间之后或者汗液收集达到一定量之后，可以将微流控模块撕下，拿去检测，如需连续的收集、检测，则可以再粘附上新的微流控模块即可。采用此技术方案，可以在受测者保持原运动状态下可以不间断的收集到汗液分析结果，而只需要耗费中间撕下和换上新的微流控模块的过程所用的时间，就可以保证检测的连续性。检测时微流控基底可以一直连接在皮肤之上，只需要对微流控模块进行操作和更换，可以避免使用一次的芯片用完之后全部浪费的情况。同时含有表面增强拉曼的微流控模块在使用完成之后可以使用酒精、去离子水进行清洗，在检测出没有汗液内所观测的代谢物的拉曼峰值之后便可以重复使用，节能环保。
[0011]虽然拉曼仪激光功率很低（约为29.4mW），但是检测时间中对皮肤照射还是明显会感受到灼烧感，采用阻光构件，可以在使用手持拉曼仪对贴于身上的微流控芯片进行照射检测的时候，很好的降低传递到皮肤表面的温度，避免该现象。
[0012]作为本技术的进一步改进，所述第一基底的材质采用粘性PDMS。
[0013]作为本技术的进一步改进，所述第二基底的材质为PDMS。
[0014]作为本技术的进一步改进，所述第一纸基微流道为蛇形。
[0015]作为本技术的进一步改进，所述运动信号监测构件包括蛇形的Ga管道，所述Ga管道的两端与铜导线连接。其中，Ga管道内的Ga为液体。采用液体金属Ga制作运动信号检测电路电极，可以通过液态金属拉伸压缩变形的变化引起的电阻的变化，可以间接得出身体的生理运动变化，从而可以对人的身体生理信号进行监测，使得功能更加多样化。
[0016]作为本技术的进一步改进，所述第一纸基微流道所用的纸基材料为Whatman Grade1色谱纸。
[0017]作为本技术的进一步改进，所述第二微流道采用纸基微流道。其中，所述第二微流道可以采用不是纸基的，但是采用纸基微流道，相对于空的管道，汗液更加的容易进入，更容易收集汗液。
[0018]作为本技术的进一步改进，所述表面拉曼增强构件的材质为金纳米棒纸。进一步的，所述表面拉曼增强构件的外形为圆形。
[0019]作为本技术的进一步改进，所述阻光构件的材质为黑色电工胶带。
[0020]作为本技术的进一步改进，所述入口与排汗口的大小相同。采用此技术方案，可以直接将入口与排汗口相对，使用方便，避免溢出。
[0021]与现有技术相比，本技术的有益效果为：
[0022]采用本技术的技术方案，微流控模块可以粘附在主体的微流控基底之上，对
流出的汗液进行成分的检测，在充分接触汗液之后，可直接采用手持拉曼仪器便可以比较精确的完成对汗液代谢产物的测定，也可以将外置的微流控模块撕下来对其进行分析，可以在短时间内完成而不需要中断受测者的运动状态。同时也可以贴上去新的微流控模块，由于撕下和贴上的动作比较简单耗时短，从而可以保证维持人体原状态情况下进行检测。此技术方案可以精确实时检测汗液成分、流量、流速等参数，进而检测人体的健康状况，同时还可以对身体的运动信号进行检测，对运动信号进行捕捉，达到多种功能集合的优势。
附图说明
[0023]图1是本技术一种用于汗液及运动信号检测的模块化微流控芯片的结构示意图。
[0024]图2是本技术实施例的微流控基底的正面示意图。
[0025]图3本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于汗液及运动信号检测的模块化微流控芯片，其特征在于：其包括微流控基底和微流控模块；所述微流控基底包括第一基底，所述第一基底内设有第一纸基微流道，沿着所述第一纸基微流道旁设有运动信号监测构件，所述运动信号监测构件连接电极；所述第一基底的下表面设有入汗口，所述第一基底的上表面设有排汗口，所述入汗口、排汗口分别位于第一纸基微流道的两端；所述微流控模块包括第二基底，所述第二基底内设有第二微流道、表面拉曼增强构件和阻光构件，所述表面拉曼增强构件、阻光构件分别位于第二微流道的上方和下方、并相对设置；所述第二基底的上表面设有出口，所述第二基底的下表面设有入口，所述入口和出口分别位于第二微流道的两端，所述第二基底通过粘性与第一基底连接，所述入口不小于排汗口的大小。2.根据权利要求1所述的用于汗液及运动信号检测的模块化微流控芯片，其特征在于：所述第一基底的材质采用粘性PDMS。3.根据权利要求2所述的用...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁庆伟，闫昇，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：新型
国别省市：