[發明專利]一種基于毛細-蒸發效應可實時監測汗液流量的微泵

在審

• 申請號: 201810111337.8
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN108414034A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 覃開蓉;韓丹
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01F1/64
• 分類號: G01F1/64;B01L3/00
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種基于毛細-蒸發效應可實時監測汗液流量的微泵，其特征在于，該微泵包括收集汗液并檢測汗液流量的微流控芯片及其外圍系統；所述的微流控芯片分為三層：頂層、中間層和底層；

所述的頂層為鏤空結構，由三個多邊形陣列組成，每一個多邊形陣列均包含多個密集蒸發小孔；

所述的中間層為鏤空結構，由一個汗液收集入口(6)、三個蒸發出口(7)、主通道和三岔通道構成；汗液收集入口(6)依次通過主通道和三岔通道與蒸發出口(7)相連，中間層三個蒸發出口(7)的位置分別對應頂層三個多邊形陣列的位置；

所述的底層包含一個汗液收集入口(6)和三電極體系(5)，三電極體系(5)與中間層主通道的感測腔位置相對應，從左到右依次為由Au制作的參考電極、由Pt制作的工作電極和由Au制作的對電極；電極的長度必須大于通道的寬度，確保電極與通道中的汗液完全接觸；頂層與中間層整體制造，然后與底層鍵合，除了汗液收集入口(6)、主通道、三岔通道以及蒸發出口(7)之外三層微流控芯片之間完全封閉；

所述的外圍系統包括提供汗液的皮膚區域(2)、計算機顯示系統(3)和電化學工作站(4)；三電極體系(5)與電化學工作站(4)相連，構成一個完整的通電回路；計算機顯示系統(3)與電化學工作站(4)相連，用于觀察不同流量對應的電流值；

汗液從汗液收集入口(6)流入，通過毛細作用填充主通道和電極所在的感測腔，然后多邊形密集小孔陣列的蒸發產生強大的驅動力，從而驅動流體產生連續流動，使汗液依次流過主通道、電極所在的感測腔和三岔通道，最終到達蒸發出口(7)。

2.根據權利要求1所述的一種基于毛細-蒸發效應可實時監測汗液流量的微泵，其特征在于，所述的微流控芯片(1)整體尺寸為40mm×20mm×0.75mm，每層均由厚度為250μm的柔性聚合物材料制成。

3.根據權利要求1或2所述的一種基于毛細-蒸發效應可實時監測汗液流量的微泵，其特征在于，所述的頂層中每一個出口孔均包含37個小孔，每個小孔的直徑均為250μm，固定間距為500μm。

4.根據權利要求1或2所述的一種基于毛細-蒸發效應可實時監測汗液流量的微泵，其特征在于，所述的中間層的汗液收集入口(6)直徑為5mm；三個蒸發出口(7)的直徑均為4.1mm；主通道尺寸為14.33mm×0.75mm；在三岔通道的結構中，兩邊對稱的通道尺寸是3.45mm×0.25mm，中間的通道尺寸為7mm×0.25mm。

5.根據權利要求3所述的一種基于毛細-蒸發效應可實時監測汗液流量的微泵，其特征在于，所述的中間層的汗液收集入口(6)直徑為5mm；三個蒸發出口(7)的直徑均為4.1mm；主通道尺寸為14.33mm×0.75mm；在三岔通道的結構中，兩邊對稱的通道尺寸是3.45mm×0.25mm，中間的通道尺寸為7mm×0.25mm。

6.根據權利要求1、2或5所述的一種基于毛細-蒸發效應可實時監測汗液流量的微泵，其特征在于，所述的底層汗液收集入口(6)的直徑為5mm，三個電極尺寸均為2mm×1mm，間隔為1mm。

7.根據權利要求3所述的一種基于毛細-蒸發效應可實時監測汗液流量的微泵，其特征在于，所述的底層汗液收集入口(6)的直徑為5mm，三個電極尺寸均為2mm×1mm，間隔為1mm。

8.根據權利要求4所述的一種基于毛細-蒸發效應可實時監測汗液流量的微泵，其特征在于，所述的底層汗液收集入口(6)的直徑為5mm，三個電極尺寸均為2mm×1mm，間隔為1mm。

9.根據權利要求1、2、5、7或8所述的一種基于毛細-蒸發效應可實時監測汗液流量的微泵，其特征在于，所述的中間層中，汗液收集入口(6)、蒸發出口(7)、主通道和三岔通道所連接的地方做成圓弧狀，防止汗液被粘在拐角處從而影響汗液流動。

10.根據權利要求6所述的一種基于毛細-蒸發效應可實時監測汗液流量的微泵，其特征在于，所述的中間層中，汗液收集入口(6)、蒸發出口(7)、主通道和三岔通道所連接的地方做成圓弧狀，防止汗液被粘在拐角處從而影響汗液流動。