[go: up one dir, main page]

CN119606369A - 一种汗液可穿戴传感器及汗液检测方法 - Google Patents

一种汗液可穿戴传感器及汗液检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN119606369A
CN119606369A CN202311174777.5A CN202311174777A CN119606369A CN 119606369 A CN119606369 A CN 119606369A CN 202311174777 A CN202311174777 A CN 202311174777A CN 119606369 A CN119606369 A CN 119606369A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sweat
layer
detection
wearable
sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311174777.5A
Other languages
English (en)
Inventor
冯亮
倪兰秀
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Original Assignee
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dalian Institute of Chemical Physics of CAS filed Critical Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority to CN202311174777.5A priority Critical patent/CN119606369A/zh
Publication of CN119606369A publication Critical patent/CN119606369A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/14507—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood
    • A61B5/14517—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood for sweat
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue
    • A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration or pH-value ; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid or cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B90/00—Instruments, implements or accessories specially adapted for surgery or diagnosis and not covered by any of the groups A61B1/00 - A61B50/00, e.g. for luxation treatment or for protecting wound edges
    • A61B90/08—Accessories or related features not otherwise provided for
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B08—CLEANING
    • B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
    • B08B3/00—Cleaning by methods involving the use or presence of liquid or steam
    • B08B3/04—Cleaning involving contact with liquid
    • B08B3/08—Cleaning involving contact with liquid the liquid having chemical or dissolving effect

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

本申请公开了一种汗液可穿戴传感器及汗液检测方法。所述汗液可穿戴传感器包括汗液聚集层、通道层、汗液导流层、检测层和传感器层；所述检测层检测池和蓄水池；所述检测池与所述蓄水池之间通过毛细管突破阀连接；所述毛细管突破阀使得液体只能单向由蓄水池进入检测池；所述传感器层设有外部接口；所述外部接口与所述蓄水池连接。

Description

一种汗液可穿戴传感器及汗液检测方法
技术领域
本申请涉及一种汗液可穿戴传感器及汗液检测方法，属于可穿戴传感器领域。
背景技术
汗液中含有电解质(K+、Na+、Cl—等)、代谢物(葡萄糖、尿酸等)和营养物质(络氨酸、色氨酸等)等物质。这些物质可以反应人体的健康状况。如汗液中的葡萄糖浓度与血液中葡萄糖的浓度呈正相关，汗糖是血糖浓度的1～2％(European Journal of ClinicalNutrition，2018，72(1)，69)，因此汗液中葡萄糖可以作为血糖浓度变化的间接证据；汗液中Cl-的浓度可以作为囊性纤维化的标准(Nature Biotechnology，2019，37，407-419)。
当前发表的汗液可穿戴传感器均通过流体通道，将汗液定向转移至传感元件表面进行检测(Nature Biomedical Engineering，2022，6，1225-1235；Biosensors andBioelectronics，2021，172，112750)。汗液不是好的清洁溶液，测量结束后不能保证传感元件表面无影响检测的物质残留，会影响到长期监测数据结果的准确性和重复性，有可能导致高误报率的问题。
发明内容
为了改进现有技术的缺陷，本发明提供了一种用于汗液可穿戴传感器的可清洁微流体平台，其优势在于在传感器中引入可清洁流体通路，在检测结束后，可用外置清洗溶剂对传感元件表面进行清洁，保证每次检测时传感元件表面无干扰物质残留，为汗液可穿戴传感器的长期使用提供了技术支撑。
根据本申请的一个方面，提供了一种汗液可穿戴传感器，所述汗液可穿戴传感器包括汗液聚集层、通道层、汗液导流层、检测层和传感器层；
各层依次叠加得到所述汗液可穿戴传感器；
所述检测层含有检测池和蓄水池；
所述检测池与所述蓄水池之间通过毛细管突破阀连接；
所述毛细管突破阀使得液体只能单向由蓄水池进入检测池；
所述传感器层设有外部接口；
所述外部接口与所述蓄水池连接。
所述毛细管突破阀靠近蓄水池一侧的发散角为80～100°；
所述毛细管突破阀靠近检测池一侧的发散角为10～40°。
所述通道层和所述汗液导流层设有微流体通道；
所述微流体通道的直径为50～500μm。
所述检测池的直径为所述微流体通道直径的50～1000倍；
所述检测池的直径与所述传感器层上的传感元件的直径相一致。
所述蓄水池的直径为200～1000μm。
所述汗液聚集层、通道层、汗液导流层、检测层或传感器层中任意一层的厚度为0.08～0.15mm。
所述汗液导流层设有汗液流出通道，液体可以由此流出。
所述的毛细管突破阀在蓄水池和检测池之间的距离根据传感器的尺寸匹配。
所述的毛细管突破阀的形状类似箭头，箭头由蓄水池指向检测池。
所述通道层是涤纶材质。
汗液导流层和检测层是由疏水的粘性材料制成。
根据本申请的另一个方面，提供一种上述的汗液可穿戴传感器用于检测汗液的方法，包括以下步骤：
汗液于所述汗液聚集层中聚集，通过所述通道层和所述汗液导流层上的微流体通道进入检测层上的检测池，与所述传感层上的传感元件接触，进行检测，检测结束之后，将清洁液通过所述传感层上的外部接口通入所述检测层上的蓄水池中，通过毛细管突破阀进入检测池，对检测池和传感元件表面进行清洗。
本申请能产生的有益效果包括：
1、本发明方法中可清洁微流体平台在不影响汗液导流至传感元件表面的情况下，引入了可外接清洁溶液的流体通道，对传感元件表面进行清洁，保证传感元件表面无干扰物质残留。
2、本发明方法中可清洁微流体平台为汗液可穿戴传感器长期监测提供了技术支撑。
附图说明
图1为装置例1中的带有清洁流路的汗液可穿戴传感器。
其中，1-汗液集聚层，2-PET层，3-汗液导流层，4-检测层，5-传感层。a-检测池，b-毛细管突破阀，c-蓄水池，d-外界接口。
具体实施方式
下面结合实施例详述本申请，但本申请并不局限于这些实施例。
装置例1
一种用于汗液可穿戴传感器的可清洁微流体平台，包括由多层医用双面胶和PET组成的导流结构和具备传感元件的传感层。如图1所示，1、3和4层均为医用双面胶，2层为PET层。1层位汗液集聚层，紧贴皮肤表面，用于对分泌的汗液进行收集；2层为汗液的导流通道；3层为汗液的导流层，保证垂直流动的汗液转向横向流动；4层为检测池层，保证汗液与传感元件表面充分接触，且检测的汗液体积重复；5层为传感层，对汗液中待测物质进行检测。位于4层的检测池a和蓄水池c之间通过毛细管突破阀b进行连接。检测池a的直径为30mm，覆盖整个传感元件。蓄水池c的直径为10mm。毛细管突破阀b保证溶液定向地从蓄水池c流入检测池a中，宽度为0.1mm，高度为0.1mm。毛细管突破阀b靠近检测池a一侧的发射角为13°，靠近蓄水池c一侧的发射角为90°。
当汗液检测结束后，可以通过d外接接口向蓄水池c内引入0.5mL清洗溶剂。清洗溶剂依次流经蓄水池c、毛细管突破阀b和检测池a，对检测池和传感元件表面进行清洗。
实施例1
一种用于汗液可穿戴传感器的可清洁微流体平台如实施例1所述，将其用于对10μM葡萄糖进行检测。
不对传感元件表面进行清洗，连续测量三次，结果依次为：97.3μA、80.6μA和65.7μA。测量结果的RSD值为19.5％。
采用外接清洗流路对传感元件表面进行清洗，连续测量三次，依次为：99.2μA、92.6μA和97.4μA。测量结果的RSD值为3.5％。
以上所述，仅是本申请的几个实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。

Claims (10)

1.一种汗液可穿戴传感器，其特征在于，
所述汗液可穿戴传感器包括汗液聚集层、通道层、汗液导流层、检测层和传感器层；
各层依次叠加得到所述汗液可穿戴传感器；
所述检测层含有检测池和蓄水池；
所述检测池与所述蓄水池之间通过毛细管突破阀连接；
所述毛细管突破阀使得液体只能单向由蓄水池进入检测池；
所述传感器层设有外部接口；
所述外部接口与所述蓄水池连接。
2.根据权利要求1所述的汗液可穿戴传感器，其特征在于，
所述毛细管突破阀靠近蓄水池一侧的发散角为80～100°。
3.根据权利要求1所述的汗液可穿戴传感器，其特征在于，
所述毛细管突破阀靠近检测池一侧的发散角为10～40°。
4.根据权利要求1所述的汗液可穿戴传感器，其特征在于，
所述通道层和所述汗液导流层设有微流体通道；
所述微流体通道的直径为50～500μm。
5.根据权利要求1所述的汗液可穿戴传感器，其特征在于，
所述检测池的直径为所述微流体通道直径的50～1000倍。
6.根据权利要求1所述的汗液可穿戴传感器，其特征在于，所述检测池的直径与所述传感器层上的传感元件的直径相一致。
7.根据权利要求1所述的汗液可穿戴传感器，其特征在于，
所述蓄水池的直径为200～1000μm。
8.根据权利要求1所述的汗液可穿戴传感器，其特征在于，
所述汗液聚集层、通道层、汗液导流层、检测层或传感器层中各的厚度独立地为0.08～0.15mm。
9.根据权利要求1所述的汗液可穿戴传感器，其特征在于，
所述汗液导流层设有汗液流出通道，液体可以由此流出。
10.一种权利要求1～9任一项所述的汗液可穿戴传感器用于检测汗液的方法，其特征在于，
包括以下步骤：
汗液于所述汗液聚集层中聚集，通过所述通道层和所述汗液导流层上的微流体通道进入检测层上的检测池，与所述传感层上的传感元件接触，进行检测，检测结束之后，将清洁液通过所述传感层上的外部接口通入所述检测层上的蓄水池中，通过毛细管突破阀进入检测池，对检测池和传感元件表面进行清洗。
CN202311174777.5A 2023-09-12 2023-09-12 一种汗液可穿戴传感器及汗液检测方法 Pending CN119606369A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311174777.5A CN119606369A (zh) 2023-09-12 2023-09-12 一种汗液可穿戴传感器及汗液检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202311174777.5A CN119606369A (zh) 2023-09-12 2023-09-12 一种汗液可穿戴传感器及汗液检测方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN119606369A true CN119606369A (zh) 2025-03-14

Family

ID=94895259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311174777.5A Pending CN119606369A (zh) 2023-09-12 2023-09-12 一种汗液可穿戴传感器及汗液检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN119606369A (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102580644A (zh) * 2011-01-10 2012-07-18 三星电子株式会社 微流体装置和利用该微流体装置的分析物检测方法
CN208125741U (zh) * 2018-01-11 2018-11-20 江苏奥雅生物科技有限公司 一种检测抗苗勒管激素的荧光微流控芯片
US20190307372A1 (en) * 2018-04-10 2019-10-10 Cesar A. Ocampo Battery-less sweat patch to measure biochemical composition
CN111803084A (zh) * 2017-06-02 2020-10-23 西北大学 用于表皮采样和感测的微流体系统
CN113125537A (zh) * 2021-04-06 2021-07-16 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种可穿戴式汗液监测传感器及其制备方法
CN214439152U (zh) * 2020-11-19 2021-10-22 深圳市瑞图生物技术有限公司 微流控芯片、体液检测装置和便携式体液检测仪
CN114130439A (zh) * 2016-07-06 2022-03-04 牛津纳米孔科技公开有限公司 微流体装置
CN115236137A (zh) * 2022-07-19 2022-10-25 江苏师范大学 一种检测汗液离子的装置
US20230157592A1 (en) * 2021-11-24 2023-05-25 California Institute Of Technology Non-invasive method and device for continuous sweat induction and collection

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102580644A (zh) * 2011-01-10 2012-07-18 三星电子株式会社 微流体装置和利用该微流体装置的分析物检测方法
CN114130439A (zh) * 2016-07-06 2022-03-04 牛津纳米孔科技公开有限公司 微流体装置
CN111803084A (zh) * 2017-06-02 2020-10-23 西北大学 用于表皮采样和感测的微流体系统
CN208125741U (zh) * 2018-01-11 2018-11-20 江苏奥雅生物科技有限公司 一种检测抗苗勒管激素的荧光微流控芯片
US20190307372A1 (en) * 2018-04-10 2019-10-10 Cesar A. Ocampo Battery-less sweat patch to measure biochemical composition
CN214439152U (zh) * 2020-11-19 2021-10-22 深圳市瑞图生物技术有限公司 微流控芯片、体液检测装置和便携式体液检测仪
CN113125537A (zh) * 2021-04-06 2021-07-16 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种可穿戴式汗液监测传感器及其制备方法
US20230157592A1 (en) * 2021-11-24 2023-05-25 California Institute Of Technology Non-invasive method and device for continuous sweat induction and collection
CN115236137A (zh) * 2022-07-19 2022-10-25 江苏师范大学 一种检测汗液离子的装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103913489B (zh) 用于体液中物质实时检测的微型生物芯片
EP1421372B1 (en) Method and apparatus for calibrating sensors
JP4127679B2 (ja) 核酸検出カセット及び核酸検出装置
JP5798170B2 (ja) 血糖センサ
US4841974A (en) Apparatus and method for the examination of a liquid medium
US6463312B1 (en) Microdialysis-probe integrated with a si-chip
CA2953222C (en) Detection of hemolysis using a chromatographic detection pad
JP2995088B2 (ja) 化学的及びイオンセンサの試験用流体ヘッド
EP2135066B1 (en) Sensor and apparatus for analysing gases present in blood
JP2004525369A (ja) 参照電極
US20190134632A1 (en) Ph control for analyte detection
US20170219512A1 (en) Sensor arrangement
CN113588739A (zh) 一种连续动脉血液检测系统
KR20230065972A (ko) 복막 투석물 분석을 위한 디바이스
Gumbrecht et al. Online blood electrolyte monitoring with a ChemFET microcell system
CN119606369A (zh) 一种汗液可穿戴传感器及汗液检测方法
CN111948275A (zh) 基于微流控芯片的溶解氧检测装置
CN203011883U (zh) 化学感测器
EP2538844A1 (en) Device, system and method for in-flow analyte concentration detection
CN110624615B (zh) 一种微流控芯片
US10787695B2 (en) Systems and methods for rapidly sensing microbial metabolism
CN117751286A (zh) 生物传感器
TW201623955A (zh) 一種具備微腔體結構之生物感測器
CN222719559U (zh) 液体检测装置
US20230111302A1 (en) Monolithic microfluidic electrochemical sensor

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination