發(fā)布時(shí)間：2021-10-29 10:28

　　汗液中含有豐富的生物標(biāo)記物,可用于無創(chuàng)檢測(cè)人體生理指標(biāo),在人體健康檢測(cè)和疾病診斷領(lǐng)域中獲得了越來越多的關(guān)注。傳統(tǒng)的汗液檢測(cè)需要專業(yè)人員借助昂貴的設(shè)備來收集和分析汗液。柔性可穿戴微流控芯片為汗液的收集和檢測(cè)提供了新的機(jī)遇。柔性可穿戴微流控芯片能夠捕獲皮膚中汗腺產(chǎn)生的汗液,并對(duì)其進(jìn)行存儲(chǔ)和分析。然而,柔性可穿戴微流控芯片仍存在局限性。首先微流控網(wǎng)絡(luò)的疏水性使汗液需要克服毛細(xì)管壓力才能進(jìn)入芯片。其次儲(chǔ)液腔出口加大了汗液損失從而導(dǎo)致生物標(biāo)志物的測(cè)量濃度偏離實(shí)際值。本文介紹了一種親水柔性可穿戴微流控芯片,將疏水閥放置在儲(chǔ)液腔和微流體通道交界處并結(jié)合單開口儲(chǔ)液腔設(shè)計(jì)用來減少汗液蒸發(fā)。本文研究內(nèi)容如下:1.可用于汗液收集的親水柔性可穿戴微流控芯片的設(shè)計(jì)。經(jīng)過等離子封裝后的親水芯片更容易捕獲皮膚中汗腺分泌的汗液。芯片的設(shè)計(jì)中巧妙地利用疏水閥,使液體可以填充單開口儲(chǔ)液腔,有效減少了汗液蒸發(fā),使汗液中生物標(biāo)記物的測(cè)量結(jié)果更準(zhǔn)確。同時(shí),聚二甲基硅氧烷（PDMS）的優(yōu)良性能和芯片的超薄結(jié)構(gòu),使芯片可以發(fā)生彎曲、拉伸、扭折等大變形,滿足了人們?nèi)粘Ｉ钸\(yùn)動(dòng)需求。2.親水通道中疏水閥的構(gòu)建及其工作原理。由于等離子處... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

皮膚中汗腺的結(jié)構(gòu)示意圖[7]

湘潭大學(xué)碩士學(xué)位論文4相比，汗液檢測(cè)具有完全無創(chuàng)收集樣品的優(yōu)勢(shì)而受到越來越多的關(guān)注有潛力成為人體常見的健康檢測(cè)方法之一[28]。表1-3汗液的成分與疾病對(duì)用汗液中的生物標(biāo)記物與之關(guān)的疾病氯離子和鈉離子電解質(zhì)平衡氯離子囊性纖維化葡萄糖糖尿病pH值代謝性堿中毒尿素腎衰竭乳酸身體疲勞、壓力缺血酒精酒精中毒出汗速度、溫度自主熱調(diào)節(jié)、中暑局部出汗速度中風(fēng)對(duì)汗液中生物標(biāo)記物水平的分析可以追溯到1940年[7]，科研學(xué)者對(duì)汗液中生物標(biāo)記物有著濃厚的興趣傳統(tǒng)的汗液檢測(cè)通常分為排汗、收集和分析三步。圖1-2為傳統(tǒng)的汗液檢測(cè)圖。排汗方法包括體育鍛煉[28,29]、暴露在炎熱或者潮濕的環(huán)境中[30]、離子電滲療法[31]等。在排汗過程通常需要一些外部刺激（例如加熱、電流或者服用藥物等）促進(jìn)人體汗腺分泌足夠的汗液量。在汗液收集過程中，醫(yī)護(hù)人員通常會(huì)使用濾紙、棉花、海綿、紗布或毛巾等材質(zhì)的吸收墊收集人體通過刺激產(chǎn)生的汗液，然后通過離心將汗液從吸收墊中分離。最后將分離后的汗液送去專門的儀器由專業(yè)人員進(jìn)行成分分析檢測(cè)[32-36]。圖1-2傳統(tǒng)的汗液分析檢測(cè)圖[37]傳統(tǒng)的汗液分析檢測(cè)方法也有固有的弊端。首先，在排汗過程中，人體需要排出大量的汗液，才能滿足分析過程中對(duì)汗液的需求量。其次，在汗液的收集過

第1章緒論5程中，吸收墊佩戴到人體會(huì)產(chǎn)生異物感，同時(shí)也會(huì)存在脫落的風(fēng)險(xiǎn)，這為收集足量的汗液增加了難度。最后，在檢測(cè)過程中，皮膚中的灰塵、油污或者皮膚碎片等會(huì)對(duì)收集的汗液產(chǎn)生不可避免的污染，從而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性[38]。檢測(cè)分析依賴于昂貴的儀器和專業(yè)的操作人員，被限制于實(shí)驗(yàn)室中。因此傳統(tǒng)的汗液檢測(cè)與遠(yuǎn)程監(jiān)控、即時(shí)檢測(cè)和持續(xù)評(píng)估不兼容[39]。1.2可穿戴設(shè)備1.2.1可穿戴設(shè)備的概述可穿戴設(shè)備是指將傳感器植入到衣物或者配飾等人體日常穿戴中，檢測(cè)人體的生理指標(biāo)的便攜式芯片�？纱┐髟O(shè)備可以測(cè)量生理過程產(chǎn)生各種信號(hào)（溫度、運(yùn)動(dòng)、電解質(zhì)、代謝物等），實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人體健康狀況，預(yù)防疾病，對(duì)人體的行為表現(xiàn)進(jìn)行衡量。材料科學(xué)技術(shù)、化學(xué)分析技術(shù)、設(shè)備設(shè)計(jì)和裝配方法等多個(gè)領(lǐng)域的進(jìn)步也為可穿戴設(shè)備的發(fā)展奠定了技術(shù)基�？纱┐髟O(shè)備的發(fā)展將給我們的醫(yī)療水平和生活方式帶來巨大的轉(zhuǎn)變，并有可能在衛(wèi)生保健領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用并創(chuàng)造社會(huì)效益[40]。圖1-3幾種可穿戴設(shè)備的光學(xué)照片：(a)隱形眼鏡形式的可穿戴生物芯片；(b)可穿戴芯片地連接到手腕[41]；(c)具有NFC功能的脈搏血氧儀的光學(xué)圖像[42]；(d)硅納米膜可穿戴芯片[43]；(e)具有NFC功能的比色芯片光學(xué)照片[44]；(f)可安裝在腕帶上的可伸縮芯片的光學(xué)照片[45]例如：SENSIMED公司開發(fā)了一款名為SENSIMEDTriggerfish的無創(chuàng)軟性


本文編號(hào)：3464499