基于PDMS的微流量计的研制.pdf

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1、2012年第31卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)117基于PDMS的微流量计的研制栗大超，刘宇，于海霞，梁文帅，徐可欣(天津大学精密仪器与光电子工程学院，天津300072)摘要：通过检测透皮抽取出的人体细胞间液中葡萄糖浓度来预测血糖浓度是一种重要的微创血糖检测技术。但由于抽取出的细胞问液量很少，需要进行稀释以便输送和收集，然后根据稀释后的体积来计算稀释前的细胞间液浓度。设计和加工了一种微流量计用以测量稀释后细胞问液的体积，并搭建了性能测试实验平台，测试了流量计测量结果的重复性和线性相关性。实验表明：流量计测量范围为4—16；对1

2、5~xL的样品1O次测量的变异系数为6．2％；l3个不同体积样品的测量结果相关系数为0．988。微流量计能够满足测量要求。关键词：微创血糖检测；微流量计；细胞间液透皮抽取；细胞间液体积中图分类号：TP212．3文献标识码：A文章编号：1000-9787(2012)07-0117-031R—esearC1nanc1IIna■Dri●caU·■OnOtnam●lCr0n0WmetJerbased0nPDMSLIDa-chao，LIUYu，YUHai-xia，LIANGWen—shuai，XUKe-xin(SchoolofPrecisionInstrumentandOptoelectronicsEn

3、gineering，TianjinUniversity，Tianjin300072，China)Abstract：Itisanimportantminimallyinvasivebloodglucosedetectiontechniquethatpredictingthebloodglucose1evelbyglucoseconcentrationoftheextractedinterstitialfluid．However．theextractedinterstitialfuidshouldbedilutedtodeliverandcollectbecauseofitssmallamount

4、．Thentheconcentrationbeforedilutedcanbecalculatedbythevolumemeasuredafterdiluted．Akindofmicroflowmeterisdesignedandfabricatedtomeasurethevolumeafterdiluted，aperformancetestexperimentalplatformisbuiltuptotesttherepeatabilityandlinearcorrelation．Experimentalresultsshowthatthemeasurementrangeis4—16LLLa

5、ndthecoeficientofvariationof10timesmeasurementfor15uLsamplesis6．2％andthecorelationcoeficientof13sampleswithdifferentvolumesis0．988．Themeasurementrangeofmicro—flowmeteris4～16IxLwhichcanmeettherequirementsofmeasl1rement．Keywords：minimallyinvasivebloodglucoseextraction；volumeoftheextractedinterstitialf

6、luid0引言测量，并用稀释后的总体积减去注入稀释缓冲液的体积得糖尿病是一种严重威胁着人类健康的世界性疾病，据到实际抽出的细胞间液体积，从而计算出细胞问液的葡萄报道目前我国糖尿病患者超过8000万，全世界患病人数则糖浓度。针对这一需求，本文设计和加工了一种微流量计，高达3．46亿，每年用于糖尿病方面的医疗支出成为人类社并对其性能进行了测试。会发展的巨大负担，治疗糖尿病已经成为全世界的难题之1微流量计的结构设计与工作原理_lJ一。血糖检测是诊断和治疗糖尿病的关键，相对于有创微流量计主要由微管路和2个电极对组成，结构见和无创血糖检测技术，微创血糖检测技术在血糖浓度连续图1。检测方面具有更高的临床应

7、用价值。通过超声提高皮肤通每对电极的一侧同时被加上一定电压，在每对电极之透性，将皮下细胞间液抽取到体外进行检测是一种有发展间的管路没有液体流过时，另一侧电极的电压为零。当液前途的微创血糖检测技术。由于抽取出的细胞间液量少且体流过电极对时，由于液体具有导电性，电极对间的电阻产离散分布在皮肤表面，需要对其进行稀释以便收集和生时域跳变而变小，使另一侧电极的电压上升为高电平，同收稿日期：2012-01—1