用于汗液指标分析的可穿戴类固定相双层薄膜

技术特征：
1.用于汗液指标分析的可穿戴类固定相双层薄膜，其特征在于：在极性相反的两层薄膜中间集成多种ph试纸，并将其固定于人体皮肤上，利用薄膜微萃取的方法对汗液中相关指标进行萃取富集，取下洗脱后，进液相色谱质谱联用仪检测分析，所述薄膜分为两层，一层为光刻蚀制备的非极性pdms薄膜，中间有微颗粒阵列作为萃取单元，周围四个位置放置ph试纸；另一层为极性纤维素薄膜，根据检测灵敏度需要选用合适的宣纸。2.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于双层薄膜的长为30-40mm，宽为20-28mm。3.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述共集成四种ph试纸，其中广泛ph试纸的测量范围为ph 1-14，其它三种精密试纸的测量范围为ph 3.8-5.4，5.4-7.0和5.5-9.0。4.根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于：所述同时检测的汗液指标包括尿酸、皮质醇、抗坏血酸、硫胺素、酪氨酸和汗液ph值；前五种指标的线性范围为0.0188-1200μg/l，检测限为0.004-0.08μg/l，汗液ph值的检测范围为ph 4.0-9.0。5.根据权利要求1-4所述的用于汗液指标分析的可穿戴类固定相双层薄膜，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)用无菌敷贴将制备好的双层可穿戴汗液分析设备固定在人体皮肤上，然后运动收集汗液；(2)薄膜被完全润湿后，用移动电话拍照，利用已有的颜色提取计算程序根据照片测定汗液的ph范围；(3)将其从人体皮肤上取下，两层薄膜分离，微颗粒阵列薄膜放入洗脱芯片中，洗脱剂在其表面缓慢流过从而充分接触目标物质洗脱，纤维素薄膜放入超声仪中浸泡洗脱，将洗脱液用液相色谱质谱联用仪检测；根据线性方程，将得到的检测信号换算成浓度。6.根据权利要求5所述的分析方法，其特征在于：所述移动电话在固定照明条件下，放大1-10倍；所述ph结果为使用matlab编写的颜色提取计算程序，通过提取各部分ph试纸的rgb值，与标准库中每一个标准ph值的rgb值比较，用欧式距离公式计算出空间三维距离，通过数据分析和聚类比对，结合标准数据库确定最终ph范围。7.根据权利要求5所述的分析方法，其特征在于：所述萃取时间为1-25min，即出汗后保留的时间。8.根据权利要求5所述的分析方法，所述洗脱芯片由上下两部分组成。上部分包括洗脱液进样口，薄膜承载槽和样品液出口，在薄膜承载槽中设有一段总长为70-80mm的鱼肠状通道；下部分为对应承载槽的支撑台，周围套有o型密封圈；上下两部分均有八个固定螺丝的贯穿孔道，位于承载槽和支撑台的四周；薄膜放入承载槽后，下部分的支撑台对准放入，再用螺丝和螺母紧密固定上下两部分；洗脱剂从进样口进入，通过鱼肠状通道时，与薄膜充分接触，溶解待测物使其洗脱下来，然后从出样口流出芯片。9.根据权利要求5所述的分析方法，其特征在于：所述洗脱纤维素薄膜的洗脱剂为含甲酸的甲醇溶液，甲酸的含量为0.05-0.5％；体积为40-80μl；超声浸泡时间为3-30min；温度为15-35℃；所述洗脱微颗粒阵列薄膜的洗脱剂为含甲酸的甲醇溶液，甲酸的含量为0.05-0.5％；体积为38-80μl；流速为1-40μl/min。10.根据权利要求5所述的分析方法，其特征在于所述储存时间为0-168h，即从人体皮
肤上取下来后可密封储存的时间。11.根据权利要求5所述的分析方法，其特征在于：所述薄膜固定于人体皮肤较平坦区域，如手臂、腿部、额头、颈侧等适用该设备汗液检测的部位。

技术总结
本发明属于可穿戴生理指标检测领域，具体涉及一种用于汗液指标分析的可穿戴类固定相双层薄膜。该方法为：汗液分析包括汗液收集，提取，储存和检测四个步骤。双层类固定相薄膜由极性不同的两层薄膜和pH试纸构成，集汗液的收集、提取、储存为一体。其中最上层为非极性的聚合物薄膜，修饰了大量微米级颗粒的类固定相萃取单元，增大了接触面积和富集倍率；下层是极性的纤维素薄膜，为多孔吸附性材料，两种材料结合对不同极性的物质都有较好的富集效果。此外还通过在该薄膜中集成多种pH试纸，利用电脑程序读取其颜色变化并归类判断，从而确定待测样品的pH范围。具体使用时，将一体化的可穿戴器件固定于人体皮肤上，吸收运动中产生的汗液，取下洗脱检测，可以实现对微量且极性不同的多种待测物同时检测。此外，通过拍取pH试纸颜色变化的相关图像，并辅以程序的自动化判断，可得到汗液的pH范围。可得到汗液的pH范围。可得到汗液的pH范围。


技术研发人员：熊博 赵宇
受保护的技术使用者：华中师范大学
技术研发日：2020.12.16
技术公布日：2022/6/16