本發(fā)明涉及柔性電子器件，具體為一種基于微流控技術(shù)的汗液收集和檢測的柔性傳感器貼片。

背景技術(shù)：

1、隨著人們對健康監(jiān)測的重視，利用可穿戴設備進行生理數(shù)據(jù)監(jiān)測成為一個熱門研究領(lǐng)域。在當前的健康監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，可穿戴設備因其便攜性、實時性和高效性，成為健康數(shù)據(jù)監(jiān)測的重要工具。傳統(tǒng)的健康監(jiān)測方式通常依賴于醫(yī)院和醫(yī)療機構(gòu)的專業(yè)設備，這些設備雖然精度高，但操作復雜、價格昂貴且不便于日常使用。而可穿戴設備的出現(xiàn)，使得個人健康監(jiān)測變得更加便捷和普及。具體地，可穿戴設備可以測量脈搏、呼吸率、體溫和其他健康狀態(tài)指標。

2、在眾多的可穿戴設備中，汗液傳感器是一種備受關(guān)注的可穿戴生物電子傳感器，因為汗液中含有多種關(guān)鍵的生物標志物，如電解質(zhì)、代謝物、氨基酸、激素和藥物水平等。然而，目前的汗液傳感器存在幾個關(guān)鍵問題。首先，現(xiàn)有的傳感器缺乏有效的連續(xù)監(jiān)測方法。它們通常僅依賴于離子選擇性和酶電極或電活性分子的直接氧化，從而只能測量有限的一組生物標志物，例如電解質(zhì)、葡萄糖和乳酸。此外，現(xiàn)有的汗液傳感器往往只針對一種生物標志物進行檢測，而這些標志物單獨使用時，無法提供足夠全面的健康狀態(tài)信息，因此難以充當有效的預防工具。與此同時，許多現(xiàn)有設備未能優(yōu)化汗液采集和傳輸通道，導致汗液采集速度慢，影響檢測精度。并且現(xiàn)有的設備通常采用剛性材料制作，難以與皮膚緊密貼合，影響佩戴舒適度。此外汗液傳感器還面臨其他挑戰(zhàn)，包括制造過程復雜、難以經(jīng)濟地大規(guī)模生產(chǎn)以及設備易碎等問題，這使得它們不適合作為長期可穿戴設備使用。

3、目前，汗液傳感器的汗液采集方法主要有吸附材料法、微針法和電動抽吸法等方法。吸附材料法利用紗布或紙巾吸收汗液，但存在效率低、分布不均、樣品污染和處理復雜等問題；微針法通過微針刺破皮膚收集汗液或間質(zhì)液，雖然精確但侵入性強，采集量有限且制造成本高；電動抽吸法利用微型泵負壓抽取汗液，設備復雜、舒適度差且能耗高。這些方法在效率、用戶體驗和制造成本方面都有明顯的不足。

4、因此，如何提供一種基于微流控技術(shù)的汗液收集和檢測的柔性傳感器貼片，成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決背景技術(shù)中的至少一個技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于微流控技術(shù)的汗液收集和檢測的柔性傳感器貼片，能夠親和地貼在皮膚表面實現(xiàn)人體汗液的高效收集和采樣，通過阻抗分析計算出汗液分泌的流速，并且通過電化學分析快速和準確地識別存在于生物流體樣本中的關(guān)鍵代謝物的濃度，并指示某些健康狀況。

2、為達上述目的，本發(fā)明提供了一種基于微流控技術(shù)的汗液收集和檢測的柔性傳感器貼片，包括：柔性微流控通道貼片和傳感電極；所述傳感電極粘接在所述柔性微流控通道貼片的底端；

3、所述柔性微流控通道貼片上設置有圓弧形集汗區(qū)和蛇形流道，所述蛇形流道位于所述圓弧形集汗區(qū)的上側(cè)；

4、所述傳感電極上設置有多個圓形電極、蛇形導線和多個引腳；所述蛇形導線在圓形電極的上側(cè)，引腳設置在傳感電極的底部，圓形電極與蛇形導線分別通過金屬線與引腳相連；且多個圓形電極位置對應圓弧形集汗區(qū)，蛇形導線位置對應蛇形流道。

5、進一步地，所述圓弧形集汗區(qū)通過流道連通有第一排汗孔和若干個第一進汗孔，所述第一排汗孔為槽狀結(jié)構(gòu)，所述第一進汗孔為通孔狀結(jié)構(gòu)。

6、進一步地，所述蛇形流道的一端連通第二進汗孔，另一端連通第二排汗孔，所述第二排汗孔為槽狀結(jié)構(gòu)，所述第二進汗孔為通孔狀結(jié)構(gòu)。

7、進一步地，所述第二進汗孔的截面積與多個第一進汗孔的面積總和相等。

8、進一步地，所述圓形電極設置有三個，包括一個參比電極和兩個工作電極，兩個工作電極位于參比電極的兩側(cè)，兩個工作電極共用一個參比電極，構(gòu)成兩個二電極的電化學檢測系統(tǒng)。

9、進一步地，所述傳感電極上設置有第三排汗孔和第四排汗孔，所述第三排汗孔位置與第二排汗孔對應，第四排汗孔位置與第一排汗孔對應，且第三排汗孔和第四排汗孔均為通孔狀結(jié)構(gòu)。

10、進一步地，所述蛇形導線設置有兩條，分別為第一蛇形導線和第二蛇形導線，所述第一蛇形導線和第二蛇形導線的形狀均與柔性微流控通道貼片的蛇形流道的形狀一致，確保了第一蛇形導線和第二蛇形導線的邊沿剛好與蛇形流道的邊緣相重合。

11、本發(fā)明的有益效果在于：

12、本發(fā)明提供了一種基于微流控技術(shù)的柔性汗液傳感器貼片，能夠親和地貼在皮膚表面實現(xiàn)人體汗液的高效收集和采樣，通過阻抗分析計算出汗液分泌的流速，并且通過電化學分析快速和準確地識別存在于生物流體樣本中的關(guān)鍵代謝物的濃度，并指示某些健康狀況。

技術(shù)特征：

1.一種基于微流控技術(shù)的汗液收集和檢測的柔性傳感器貼片，其特征在于，包括：柔性微流控通道貼片和傳感電極；所述傳感電極粘接在所述柔性微流控通道貼片的底端；

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于微流控技術(shù)的汗液收集和檢測的柔性傳感器貼片，其特征在于，所述圓弧形集汗區(qū)通過流道連通有第一排汗孔和若干個第一進汗孔，所述第一排汗孔為槽狀結(jié)構(gòu)，所述第一進汗孔為通孔狀結(jié)構(gòu)。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于微流控技術(shù)的汗液收集和檢測的柔性傳感器貼片，其特征在于，所述蛇形流道的一端連通第二進汗孔，另一端連通第二排汗孔，所述第二排汗孔為槽狀結(jié)構(gòu)，所述第二進汗孔為通孔狀結(jié)構(gòu)。

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于微流控技術(shù)的汗液收集和檢測的柔性傳感器貼片，其特征在于，所述第二進汗孔的截面積與多個第一進汗孔的面積總和相等。

5.如權(quán)利要求4所述的一種基于微流控技術(shù)的汗液收集和檢測的柔性傳感器貼片，其特征在于，所述圓形電極設置有三個，包括一個參比電極和兩個工作電極，兩個工作電極位于參比電極的兩側(cè)，兩個工作電極共用一個參比電極，構(gòu)成兩個二電極的電化學檢測系統(tǒng)。

6.如權(quán)利要求5所述的一種基于微流控技術(shù)的汗液收集和檢測的柔性傳感器貼片，其特征在于，所述傳感電極上設置有第三排汗孔和第四排汗孔，所述第三排汗孔位置與第二排汗孔對應，第四排汗孔位置與第一排汗孔對應，且第三排汗孔和第四排汗孔均為通孔狀結(jié)構(gòu)。

7.如權(quán)利要求6所述的一種基于微流控技術(shù)的汗液收集和檢測的柔性傳感器貼片，其特征在于，所述蛇形導線設置有兩條，分別為第一蛇形導線和第二蛇形導線，所述第一蛇形導線和第二蛇形導線的形狀均與柔性微流控通道貼片的蛇形流道的形狀一致，確保了第一蛇形導線和第二蛇形導線的邊沿剛好與蛇形流道的邊緣相重合。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明關(guān)于一種基于微流控技術(shù)的汗液收集和檢測的柔性傳感器貼片，涉及柔性電子器件技術(shù)領(lǐng)域。包括柔性微流控通道貼片和傳感電極；傳感電極粘接在柔性微流控通道貼片的底端；柔性微流控通道上設置有圓弧形集汗區(qū)和蛇形流道；傳感電極上設置有多個圓形電極、蛇形導線和多個引腳；蛇形導線設在圓形電極上側(cè)，引腳設在傳感電極底部，圓形電極與蛇形導線分別通過金屬線與引腳相連；且多個圓形電極位置對應圓弧形集汗區(qū)，蛇形導線位置對應蛇形流道。本發(fā)明能夠親和地貼在皮膚表面實現(xiàn)人體汗液的高效收集和采樣，通過阻抗分析計算出汗液分泌的流速，并且通過電化學分析快速和準確地識別存在于生物流體樣本中的關(guān)鍵代謝物的濃度，并指示某些健康狀況。

技術(shù)研發(fā)人員：朱桂賢,薛天昊,沈佳寧
受保護的技術(shù)使用者：北京信息科技大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/5