湘潭大学王秀锋教授 Lab Chip:基于热反馈实现个性化水合管理的皮肤可贴合微流控技术
2024-11-02 来源:高分子科技
保持良好的水合状态,即维持体内水分平衡,对维系人体健康和正常功能至关重要。皮肤可贴合微流控技术,其独特的体表汗液收集和即时分析能力,使得人体水合状态和各种生理指标的无创监测成为可能。然而,当前非电学微流控技术的局限性在于:它需要用户的主动观察,以获取生理信息或追踪异常情况。如何赋予这些器件自动反馈的能力,使其能在生理异常时自动提醒用户,仍然是一个待解决的问题。
图1 用于个性化水合管理的皮肤可贴合微流控器件。(a)具有出汗量记录和过量预警功能的微流控示意图;(b)贴合于前臂的器件光学图片;(c)器件子层的爆炸视图;(d)弯曲和扭转变形下器件的光学图片。
图2 PDMS的表面改性与表征。(a)UV/O处理示意图;(b)不同UV/O处理下PDMS表面接触角与时间的关系;(c)不同UV/O处理的PDMS与双面胶带剥离时力-位移曲线;(d)不同UV/O处理的PDMS薄膜弯曲前后的光学图像:(i) - (iii) 20 min,(iv) - (vi) 30 min;(e)不同封装层器件的弯曲应力曲线;(f)不同UV/O处理下PDMS薄膜的密封性测试。
图3 微流控器件的容量定制。(a)微流通道组装示意图以及单层微流通道的横截面光学图片;(b)容量定制的器件中液样流动前沿在收集过程中的光学图片;(c)不同层数的微流通道的极限强度。
图4 花瓣状爆破阀的设计和性能测试。(a)花瓣状爆破阀设计示意图;(b)爆破阀对微流通道内液体流动影响;(c)有无爆破阀的器件温度曲线比较;(d)不同花瓣数下的阀门爆破压测试;(e)不同爆破阀的温度曲线及其最高温度红外图像;(f) NP=6的爆破阀在不同汗液流速下的最高发热温度。
图5 微流控器件的原位体表测试。(a)受试者体表的器件照片;(b)受试者1和(c)受试者2的局部出汗量与个体体重损失率之间的关联;(d)器件贴合在背部时汗液收集过程的光学照片,及对应的热提醒时最高温度红外成像。
原文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/lc/d3lc00791j
H. Yang, H. Ding, W. Wei, X. Li, X. Duan, C Zhuang, W Liu, S.D. Chen, X.F. Wang, Skin-interfaced microfluidic sweat collection devices for personalized hydration management through thermal feedback, Lab on a Chip, 2024, 24:356-366.
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(责任编辑:xu)
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