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仪器仪表学报 2013年第3期34卷 677-683页

作者：栗大超姬永婕梁文帅于海霞徐可欣天津大学精密仪器与光电子工程学院天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

低频超声和真空负压透皮抽取出的组织液体积小且在皮肤表面呈散点状分布,使得对微量组织液进行收集、定量、输送和浓度检测存在很大困难。针对这一问题,基于组织液透皮抽取式微流控芯片和微机械葡萄糖浓度传感器,研制了一套组织液透皮... 详细信息

低频超声和真空负压透皮抽取出的组织液体积小且在皮肤表面呈散点状分布,使得对微量组织液进行收集、定量、输送和浓度检测存在很大困难。针对这一问题,基于组织液透皮抽取式微流控芯片和微机械葡萄糖浓度传感器,研制了一套组织液透皮抽取式微创血糖检测仪。设计了该微创血糖仪各部分功能器件及其接口电路,完成了该仪器系统硬件设计和软件设计,并通过搭建的离体猪皮模拟组织液透皮抽取实验系统,验证了组织液透皮抽取式微创血糖检测仪的性能和测量结果的准确性。

关键词：微创检测组织液透皮抽取微流控芯片葡萄糖浓度检测

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组织液透皮抽取中若干关键技术的研究

组织液透皮抽取中若干关键技术的研究

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作者：刘同坤天津大学

学位级别：硕士

在糖尿病的治疗中,血糖检测起着举足轻重的作用,它给糖尿病的诊断和治疗提供数据依据。目前,血糖检测技术主要分为:有创血糖检测,微创血糖检测和无创血糖检测。其中,微创血糖检测以其原理简单,性能可靠和实施方便等优点,成为血糖检测领... 详细信息

在糖尿病的治疗中,血糖检测起着举足轻重的作用,它给糖尿病的诊断和治疗提供数据依据。目前,血糖检测技术主要分为:有创血糖检测,微创血糖检测和无创血糖检测。其中,微创血糖检测以其原理简单,性能可靠和实施方便等优点,成为血糖检测领域的研究热点。本课题组研究的微创血糖检测技术首先需要以微创伤的方式,透皮抽取人体组织液,然后通过检测组织液中葡萄糖的浓度来预测血糖浓度。本文围绕组织液透皮抽取中的若干关键技术展开研究,调研和总结了当前国内外关于单点皮肤法向阻抗的测量方法,进行动物实验确定了最优化的皮肤法向阻抗测量方法,设计制作了低频超声和阻抗测量集成化系统,搭建了针对微型透皮抽取系统的实验平台,并对其性能进行了评价。本论文完成的工作: ⑴在进行单点皮肤法向阻抗测量的研究之前,对当前国内外关于单点皮肤法向阻抗的测量方法进行了调研和总结。 ⑵基于生物体中组织液和唾液等电位理论,提出了口含电极法对单点皮肤法向阻抗进行测量,通过与皮下植入电极方法进行对比实验,验证了其性能效果,并进一步提出大面积电极法对单点皮肤法向阻抗进行测量,开展与皮下植入电极方法的对比实验。同时,研究了皮肤湿度和压力对口含电极方法测量结果的影响。 ⑶针对商业化仪器体积大,操作无法实现自动化等问题,设计了基于DDS技术的双通道信号源电路,高压超声驱动电路和皮肤阻抗测量电路,制作了各模块电路的印制电路板,调试了各电路模块,最后使用该电路进行了阻抗测量模拟实验并取得良好效果。 ⑷由于抽取出的组织液量少,造成输送和收集困难,课题组设计了微型化与集成化的组织液透皮抽取、收集和测量系统,本论文针对该系统中的微流量计搭建了实验平台,并开展了性能分析实验。同时,对该微型化与集成化系统进行了整体性能评价实验,分析了系统的合理性与可行性。

关键词：微创血糖检测组织液透皮抽取单点皮肤法向阻抗测量小型化与集成化

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基于组织液透皮抽取的血糖连续检测芯片系统

基于组织液透皮抽取的血糖连续检测芯片系统

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作者：姬永婕天津大学

学位级别：硕士

为了实现微量组织液的透皮抽取、收集、定量和检测，需要解决两大难题：对透皮抽取出的微量组织液进行无损收集;对样品溶液进行浓度检测。本论文在课题组原来工作的基础上研究了一种基于组织液透皮抽取的血糖连续检测系统，系统包括组... 详细信息

为了实现微量组织液的透皮抽取、收集、定量和检测，需要解决两大难题：对透皮抽取出的微量组织液进行无损收集;对样品溶液进行浓度检测。本论文在课题组原来工作的基础上研究了一种基于组织液透皮抽取的血糖连续检测系统，系统包括组织液透皮抽取芯片和微葡萄糖传感器两部分，欲解决组织液透皮抽取、无损收集、体积定量和浓度检测过程中的关键技术问题。本文主要完成了以下的工作：（1）结构上对组织液透皮抽取芯片中微真空发生器的参数进行优化，实现了在较低输入正压下获得更低负压输出的目标;对抽取腔的位置进行了调整，提高了芯片与皮肤之间的密封性;在原有4对微电极的基础上增加2对微电极，实现样品溶液在收集过程中的自动控制。（2）研究了基于偶氮双异丁腈（Azobisisobutyronitrile，AIBN）热分解产生气体的微型正压源，用于替代外围大型正压源的问题。初步的实验结果表明，通过调整AIBN材料质量和加热电流，可以产生组织液透皮抽取芯片系统所需的正压。（3）采用一种简单的加工工艺完成了用聚二甲基硅氧烷（Polydimethylsiloxane，PDMS）加工的组织液透皮抽取血糖连续检测芯片五层结构（微真空发生器层、微阀层、微管路层、微电极层和微腔体层）及五层结构的集成。（4）分析微机械葡萄糖传感器和微光纤SPR传感器的工作原理、结构构成和加工工艺，并完成组织液透皮抽取芯片与这两种微葡萄糖传感器的集成设计。（5）搭建组织液透皮抽取式血糖连续检测芯片系统的实验系统。完成预注入实验、生理盐水定量注入实验、模拟组织液透皮抽取实验，结果表明：四电极对型微体积传感器能够稳定（CV=0.005，n=20）的控制9.50μL生理盐水实现定量注入;能够对0-2μL生理盐水实现高精度的体积测量，绝对测量误差小于0.05μL。

关键词：组织液透皮抽取浓度检测组织液体积定量微葡萄糖传感器集成芯片系统

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用于微流体驱动用的微型文氏管的结构优化

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纳米技术与精密工程 2013年第5期11卷 410-417页

作者：栗大超姬永婕于海霞梁文帅徐可欣精密测试技术及仪器国家重点实验室(天津大学) 天津300072 天津大学精密仪器与光电子工程学院天津300072

为了给组织液的透皮抽取提供负压值,本文研究了结构简单、加工方便的PDMS微型文氏管的优化设计.首先理论推导了文氏管的结构参数对输出负压的影响规律,然后采用Fluent进行模拟计算,接着用模塑法设计加工了PDMS文氏管,并搭建了文氏管输... 详细信息

为了给组织液的透皮抽取提供负压值,本文研究了结构简单、加工方便的PDMS微型文氏管的优化设计.首先理论推导了文氏管的结构参数对输出负压的影响规律,然后采用Fluent进行模拟计算,接着用模塑法设计加工了PDMS文氏管,并搭建了文氏管输出负压的检测系统,最后对实验结果进行分析讨论.通过对比测量,给出了适用于本文的微型化文氏管结构,即喉管长×宽×高为6 mm×0.25 mm×0.25 mm、收缩角30°、扩散角30°.本文设计加工的文氏管在220 kPa的正压下可输出87 kPa的负压,提高了组织液透皮抽取的效率.该微型文氏管同以往的真空发生装置相比既能满足系统小型化和集成化要求,又能在相对较小的输入压强下,为组织液透皮抽取提供足够高的真空负压输出,为驱动微管路内流体输运提供足够大的抽取速率.

关键词：组织液透皮抽取文氏管结构优化 PDMS

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