一种汗液微流控贴片及其可视化模型和制备方法

1.本发明涉及一种汗液微流控贴片，具体涉及一种汗液微流控贴片及其可视化模型和制备方法，属于新型医疗领域。


背景技术：

2.目前人们对人体生理标志物与个人的身体健康状态之间的联系关注度越来越大，由于人体汗液含有丰富的电解质、代谢物、蛋白质、激素和外源性物质,这些生物标志物浓度的存在或变化会影响或预测疾病的发生率，其相关的分析检测技术能以非入侵方式收集并检测，已成为人体生物标志物水平及健康状况分析的重要手段。例如：人体汗液中的皮质醇被认为与重度抑郁症、应激障碍有关，汗液中细胞因子的存在对于检测人体炎症情况具有很大意义，氯离子浓度可以检测婴儿是否患有囊性纤维化病，钠离子浓度可以反应人体电解质的水平和低钠血症发生的几率，葡萄糖浓度可以反应人体的血糖水平等。市场上所发售的可穿戴设备，例如智能手表和智能手环，能对人体的各种生理标志物进行监控，但是这些可穿戴设备由刚性的材料组成，这在一定程度上会让用户产生不适感，并且限制了设备只能在手腕使用，并且电子设备在成本上也是居高不下。为了对人体汗液生理标志物进行检测，国内外的研究者们做了很多的工作。有报道研究人员设计了一种柔性的可穿戴贴片，通过集成包括钾离子、钠离子、葡萄糖、乳酸等电化学检测单元，实现了实时的人体汗液成分监测，然而电化学检测汗液成分的方法需要复杂的数据采集和传输模块，故而增加了工艺难度和成本。特别是，最近发展的可穿戴微流控贴片，大多采用比色法对汗液氯离子、ph、葡萄糖、乳酸进行检测，但是该方法需要借助图像采集设备并依靠于光照条件，且无法用户直接精确读数。由于人体体表汗液的分泌具有不连续性，使其收集与分析具有不可控、易蒸发和易污染等缺点，而传统的距离法检测需要每次定量给液，因此不能应用于汗液的可穿戴即时检测中。因此，开发一种成本低廉，能实现高通量、多时段、可视化检测，并即时预警的汗液检测贴片势在必行。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本发明的第一个目的在于提供一种汗液微流控贴片，该贴片由粘附层、微流控主层、刻度层和封装层组成。该贴片结构简单，便于使用，无需外接电源，可满足快速检测和准确读数要求。
4.本发明的第二个目的在于提供一种汗液微流控贴片的可视化模型，该模型以汗液中与生理指数相关的特征数据作为输入变量，建立与微流控贴片刻度的相关性模型。该模型结构简单，兼容性强，相关数据获取容易，可以快速、准确的分析实现汗液成分并进行可视化显示。
5.本发明的第三个目的在于提供一种汗液微流控贴片的制备方法，该方法将色素及检测剂预先涂覆于微流控主层上，待溶液完全干燥后进行封装即得。该制备方法工艺简单，生产成本低，无需额外投资，适合连续性工业化生产。
6.为实现上述技术目的，本发明提供了一种汗液微流控贴片的可视化模型，包括以下步骤：
7.步骤1)：获取汗液中与生理指数相关的特征数据；
8.步骤2)：对汗液中与生理指数相关的特征数据进行降噪和预处理；
9.步骤3)：获取生理指数与微流控贴片刻度的相关性数据
10.步骤4)：建立汗液中与生理指数相关的特征数据与微流控贴片刻度间的可视化模型；
11.步骤5)：对步骤4)所得模型进行性能检测及参数优化。
12.本发明提取汗液成分中与生理指数相关的特征数据，以生理指数作为桥梁，建立汗液与微流控贴片刻度之间的可视化模型，该模型可以快速、准确的分析汗液中的成分，并将这些成分可视化显示出来，模型回归性好，准确度高，误差精度在1％以下。
13.作为一项优选的方案，所述汗液中与生理指数相关的特征数据包括：汗液体积，葡萄糖浓度和氯离子浓度。
14.作为一项优选的方案，所述降噪和预处理过程，包括：i)对特征数据进行标记分类；ii)对特征数据中的异常数据进行清洗，并将清洗后的数据设置梯度区间，进行归一化处理。特征数据按照体积，葡萄糖浓度和氯离子浓度进行分类，当所得特征数据明显超出或低于采集范围时，对其进行清洗去除；归一化处理的主要目的在于消除量纲对于特征数据的影响，将特征数据转为无量纲表达，简化计算。
15.作为一项优选的方案，微流控贴片刻度随汗液量变化的改变量，微流控贴片刻度随葡萄糖浓度变化的改变量和微流控贴片刻度随氯离子浓度变化的改变量。
16.作为一项优选的方案，所述汗液中与生理指数相关的特征数据与微流控贴片刻度间的可视化模型为线性模型、非线性模型或机器学习模型。
17.作为一项优选的方案，所述机器学习模型的建立过程包括：
18.i)汗液中与生理指数相关的特征数据中50～70％作为训练集数据，10～20％数据作为测试集数据，其余数据作为验证集数据；
19.ii)以训练集数据为输入变量，微流控贴片刻度为输出变量建立二者的神经网络模型，所述隐藏层神经元个数为5～15，训练算法为；
20.iii)利用测试集数据测试神经网络模型准确度。
21.作为一项优选的方案，所述模型性能检测及参数优化的过程为：通过验证集数据检测模型实际预测能力，并通过l-m算法进行参数寻优。
22.本发明还提供了一种汗液微流控贴片，由上述的可视化模型所得，包括：粘附层、微流控主层、刻度层和封装层；所述微流控主层为单通道、双通道和多通道并联结构中的一种；所述粘附层、微流控主层、刻度层和封装层由下而上依次堆叠。
23.作为一项优选的方案，所述粘附层上设有进液口；所述微流控主层设有进液区，色素区，试剂区，参比通道和反应通道；所述进液区位于进液口正上方。
24.作为一项优选的方案，所述色素区和试剂区独立位于进液区两侧。
25.作为一项优选的方案，所述色素区一端连接进液区，另一端连接参比通道。
26.作为一项优选的方案，所述试剂区一端连接进液区，另一端连接反应通道。
27.作为一项优选的方案，所述刻度层上设有参比刻度，健康提醒刻度和标志物浓度
刻度。
28.作为一项优选的方案，所述参比刻度位于参比通道一侧，标志物浓度刻度位于反应通道一侧，健康提醒刻度位于参比刻度和标志物浓度刻度中间。
29.本发明所述的一种汗液微流控贴片的读数方法为：色素随汗液移动的距离在参比刻度(8)的读数记为r，汗液中标志物生成沉淀的长度在健康提醒刻度(9)的读数记为h；当r到达参比刻度(8)的某个区域(rn,n＝1,2,3,
…
)时，汗液标志物产生的沉淀物距离l，应从标志物浓度刻度(10)上第n个读数条(ln)来读取标志物浓度。
30.进一步的，健康提醒刻度的读数方式为：当r等于h时，标志物浓度为健康状态与非健康状态的分界点，疾病标志物浓度的范围高于分界点时，则r大于h为健康状态，r小于h为亚健康或患病状态，疾病标志物浓度的范围低于分界点时，则r小于h为健康状态，r大于h为亚健康或患病状态。
31.作为一项优选的方案，将多个所述的微流控主层并联共用同一进液区，在连接处添加缓释剂，即得多时段检测微流控主层。适量的缓释剂可以有效延缓液体的流动，将缓释剂设置固定的浓度梯度，不同浓度的缓释剂滴加至不同的连接处，即可实现微流控主层的多时段检测。
32.作为一项优选的方案，所述缓试剂为聚乙烯醇、聚苯乙烯磺酸钠、羧甲基纤维素钠和曲拉通溶液中的至少一种。
33.本发明还提供了一种汗液微流控贴片的制备方法，主要过程包括：分别在微流控主层的色素区注入有色溶液，试剂区注入检测试剂，待注入的所有试剂完全干燥后粘附至粘附层上，并覆盖刻度层和封装层，即得。
34.作为一项优选的方案，本发明还提供了一种汗液微流控贴片的详细制备方法，主要步骤为：针对检测氯离子的微流控贴片，其制备过程为：1)选用多孔介质为微流控主层，裁剪为所需形状并分区；2)将铬酸钾溶液和硝酸银溶液分别装在喷墨打印机的空墨盒中，在微流控主层反应通道上用喷墨打印机打印铬酸钾溶液20遍，待溶液干燥后，再打印硝酸银溶液20遍，铬酸钾与硝酸银反应生成红褐色铬酸银沉淀；3)在微流控主层色素区上滴加色素溶液；4)待所有试剂完全干燥后将微流控逐层粘附至粘附层上，并覆盖刻度层和封装层，即得。
35.针对检测葡萄糖的微流控贴片，其制备过程为：1)选用多孔介质为微流控主层，裁剪为所需形状并分区；2)将氯化铁溶液、亚铁氰化钾溶液和抗坏血酸溶液分别装在喷墨打印机的空墨盒中，在微流控主层反应通道上用喷墨打印机氯化铁溶液20遍，之后在对应的位置打印亚铁氰化钾溶液20遍，氯化铁与亚铁氰化钾反应生成蓝色的普鲁士蓝沉淀，最后在相同的位置打印抗坏血酸溶液，普鲁士蓝沉淀与抗坏血酸反应生成白色的普鲁士白沉淀；3)将葡萄糖氧化酶溶液滴加在微流控主层试剂区；4)将红色色素溶液滴加至色素区，待溶液干燥后，即得；5)待所有试剂完全干燥后将微流控逐层粘附至粘附层上，并覆盖刻度层和封装层，即得。
36.本发明中，为了提高检测准确性和快速性，还对微流控主控层的尺寸、形状和喷墨打印次数做了进一步的优化。
37.作为一项优化的方案，使用激光将微流控主层切割成不同的形状，分别为直线型，蛇型，螺旋型，对于滴加10μl50 mm的氯离子溶液，直线型的滤纸生成沉淀的长度最长，而蛇
型滤纸的拉伸性能最好，螺旋型滤纸的面积占比最小。
38.作为一项优选的方案，进液区(3)为直径5mm的圆，色素区(4)和试剂区(5)为直径4mm的圆，参比通道(6)和反应通道(7)长35mm，宽1.5mm。
39.作为一项优选的方案，为了测量喷墨打印机打印试剂的次数对于生成沉淀长度的影响，分别打印试剂5遍、7遍、10遍、12遍、15遍、17遍、20遍、25遍，之后滴加相同体积和浓度的氯离子溶液，随着打印次数的升高，生成沉淀的长度越短，而试剂打印20遍生成的沉淀长度最适合进行汗液氯离子溶液浓度的测量。
40.作为一项优选的方案，本发明还提供了一种多时段检测汗液微流控贴片，主要制备过程为：
41.作为一项优选的方案，所述有色溶液品红溶液和/或食用色素。
42.作为一项优选的方案，所述检测试剂为铬酸钾、硝酸银、氯化铁、亚铁氰化钾、抗坏血酸和葡萄糖氧化酶溶液中的至少一种。
43.本发明所提供的汗液微流控贴片提供了对于囊性纤维症和高血糖等疾病的即时检测方案，有助于患者或潜在患者人群进行实时自查，防范自检。该贴片创造性的将汗液中与生理指数相关的数据与微流控贴片刻度之间建立可视化模型，并采用机器学习的方法，对模型进行优化，加强模型的精准度。并且该贴片柔软亲肤，测试准确，无需外接电源或显示器，价格低廉，即用即抛，有效扩大了贴片的应用场景，避免了贴片混合使用所导致的交叉感染风险。
44.相对现有技术，本发明技术方案带来的有益技术效果为：
45.1)本发明所提供的可视化模型兼容性强，可根据实际需求进行调节，模型所需数据来源广泛，结构简单，通过机器学习算法可进一步提高模型的准确性和适用性，可以快速、准确的分析实现汗液成分并进行可视化显示。
46.2)本发明所提供的技术方案中，所提供的贴片由粘附层、微流控主层、刻度层和封装层组成，该贴片结构简单，便于使用，无需外接电源，可满足快速检测和准确读数要求。
47.3)本发明所提供的技术方案中，将色素及检测剂预先涂覆于微流控主层上，待溶液完全干燥后进行封装即得。该制备方法工艺简单，生产成本低，无需额外投资，适合连续性工业化生产。
附图说明
48.图1为实施例1中汗液微流控贴片的结构示意图。
49.图2为实施例2中汗液微流控贴片吸收溶液量与色素移动距离的线性关系。
50.图3为实施例3检测汗液微流控贴片在吸收溶液量为10μl、12μl、15μl下不同浓度的氯化钠溶液与生成的氯化银沉淀长度的线性关系。
51.图4为实施例4中汗液微流控贴片60mm氯化钠溶液添加不同的量与生成的氯化银沉淀长度的线性关系。
52.图5为实施例5检测汗液微流控贴片10μl、12μl、15μl不同浓度的葡萄糖溶液与生成的普鲁士蓝沉淀长度的线性关系。
53.图6为实施例6中不同形状汗液微流控贴片的性能及其应用。
54.图7为实施例7中汗液微流控贴片用于监测人体水合状态示意图。
55.图8为实施例8中汗液微流控贴片用于离子渗透法、热刺激法、运动三种刺激汗液方法的汗液氯离子浓度检测。
56.图9为实施例9中一种延时型汗液微流控贴片氯离子浓度检测图。
57.图10为实施例10中汗液微流控贴片折叠后的检测性能。
58.图11为实施例11中汗液微流控贴片的神经网络可视化模型快速标定图。
59.图12为实施例11中汗液微流控贴片的神经网络可视化模型的神经网络简图。
60.图13为实施例12中所述汗液微流控贴片双刻度联读与单通道距离法氯离子检测贴片检测汗液氯离子浓度对比。
61.图14为实施例13中所述汗液微流控贴片双刻度联读法与商用葡萄糖检测试纸的检测性能对比。
具体实施方式
62.为了阐述本发明设计达成预定发明目的及优势所采取的技术方法，以下结合附图及较佳实施例进行细致、全面地说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的其他所有实施例，都属于本发明保护范围。
63.实施例1
64.所述汗液微流控贴片底部为粘附层(1)，所述粘附层由激光切割双面胶成特定形状，所述双面胶上切割出一个圆孔作为汗液的进液口(13)。所述粘附层(1)上方是微流控主层(2)，所述微流控主层由激光切割滤纸成特定形状，所述微流控主层由进液区(3)、色素区(4)、试剂区(5)、参比通道(6)、反应通道(7)组成，所述进液区(3)是用来将汗液吸入纸基微流控芯片，所述试剂区(4)上滴加色素溶液，所述试剂区(5)滴加酶溶液或者其它前置反应试剂，所述反应通道(7)添加的是汗液生理标志物的反应试剂，所述反应试剂是由喷墨打印机直接打印到滤纸上。所述滤纸层上方是刻度层(11)，所述刻度层(11)由参比刻度(8)、健康提醒刻度(9)、汗液标志物浓度刻度(10)构成。所述刻度层(11)使用材料是可印刷的pet不干胶贴纸，所述刻度由喷墨打印机印刷到pet不干胶贴纸上。所述刻度层(11)上方是封装层(12)，所述封装层(12)能够防水、防磨损，保护可穿戴贴片不受外界环境影响。
65.实施例2
66.汗液微流控贴片吸收的溶液量与色素移动距离的线性关系，过程为：滴加5μl、7μl、10μl、12μl、15μl、20μl的超纯水，测量汗液量检测通道上色素随着水移动的距离，每个溶液量做了4组重复实验，将溶液量与色素移动距离做线性拟合，得到溶液量5μl至15μl的线性方程y＝0.2521x-0.8060，r2＝0.9904，线性方程r2大于0.95说明其线性拟合很好，所以溶液量5μl至15μl与色素移动距离存在线性关系，而溶液量15μl以上则超出了可穿戴贴片的量程，因此我们可以通过测量色素移动距离来反应出汗量，根据图2做出参比刻度(8)用于检测出汗量。
67.实施例3
68.检测氯离子在10μl、12μl、15μl下不同浓度氯离子溶液与生成沉淀长度的线性关系，取10μl、12μl、15μl不同浓度的氯离子溶液，浓度分别为20mm、30mm、50mm、60mm、75mm、100mm、120mm、150mm，滴加到氯离子检测可穿戴贴片上，测量生物标志物检测通道上生成的
白色氯化银沉淀的长度，每个浓度点做了4组重复实验，之后分别做10μl、12μl、15μl的不同浓度氯离子溶液与生成沉淀长度的线性拟合，得到氯离子浓度在20mm至120mm的线性方程10μl为y＝0.0092x+0.0349，r2＝0.9829，12μl为y＝0.0119x+0.1625，r2＝0.9900，15μl为y＝0.0138x+0.3004，r2＝0.9836，三组线性方程r2均大于0.95说明其线性拟合很好，所以氯离子浓度在20mm至120mm与生成沉淀长度存在线性关系，而氯离子浓度120mm以上则超出了可穿戴贴片的量程，人体汗液氯离子浓度超出60mm时患囊性纤维症的概率较大，20mm至120mm的氯离子浓度检测范围能够对囊性纤维症做出即时的提醒，因此我们可以通过生成沉淀的长度以及汗液量来反应汗液中氯离子的浓度从而来对囊性纤维症做出即时提醒的作用，根据图3做出氯离子检测贴片的汗液生理标志物测量刻度(8)。左侧5至15代表了溶液量5μl至15μl，色素前端所到达的刻度读数就是当前纸基芯片中所含的汗液量，右侧蓝色，绿色和红色的刻度线分别代表了10μl、12μl、15μl氯离子浓度从20mm至120mm，当左侧的色素前端到达刻度10时，从右侧氯化银沉淀前端所到达的蓝色刻度线便可以读出当前的氯离子浓度，之后色素前端分别到达刻度12和15时，分别从右侧氯化银沉淀前端所到达的绿色和红色刻度线读出氯离子浓度。设置多条汗液量所对应的氯离子浓度刻度的原因是因为人体出汗是一个持续的过程，我们在进行检测时并不能控制出汗的量，设置单个点可能会达不到或者超过我们所设置的刻度线，而设置多个点能减少这种情况，并且设置多个点也能够分析人体氯离子浓度在时间维度的变化。
69.实施例4
70.检测汗液微流控贴片60mm氯离子溶液不同溶液量与生成沉淀的线性关系，取60mm氯离子溶液5μl、7μl、10μl、12μl、15μl滴加到氯离子检测可穿戴贴片上，测量生物标志物检测通道上生成的白色氯化银沉淀的长度，每个浓度点做了4组重复实验，做60mm氯离子溶液不同溶液量与生成沉淀长度的线性拟合，得到线性方程y＝0.1086x-0.4945，r2＝0.9874，线性方程r2大于0.95说明其线性拟合很好，所以60mm氯离子溶液在5μl至15μl与生成沉淀长度存在线性关系，人体汗液氯离子浓度超出60mm时患囊性纤维症的概率较大，因此当生成沉淀长度处于线性方程以上时为可能患囊性纤维症，处于线性方程以下时为不可能患囊性纤维症，根据图4做出氯离子检测贴片的健康提醒刻度(9)。60mm氯离子刻度线与左侧参比刻度线一一对应，当左侧色素前端所在参比刻度与右侧氯化银沉淀前端所在60mm氯离子刻度值相等时，则此时氯离子浓度为60mm，所以当左侧色素前端所在参比刻度与右侧氯化银沉淀前端所在60mm氯离子刻度值大时，则此时氯离子浓度超过60mm，那么所检测的人有很大可能患有囊性纤维症。
71.实施例5
72.检测汗液微流控贴片10μl、12μl、15μl的不同浓度葡萄糖溶液与生成沉淀长度的线性关系，取10μl、12μl、15μl不同浓度的葡萄糖溶液，浓度分别为100μm、200μm、300μm、500μm、700μm，滴加到葡萄糖检测可穿戴贴片上，测量生物标志物检测通道上生成的蓝色普鲁士蓝沉淀的长度，每个浓度点做了4组重复实验，之后分别做10μl、12μl、15μl的不同浓度葡萄糖溶液与生成沉淀长度的线性拟合，得到葡萄糖浓度在100μm至500μm的线性方程10μl为y＝0.0018x+0.0117，r2＝0.9980，12μl为y＝0.0020x+0.1073，r2＝0.9752，15μl为y＝0.0036x-0.0663，r2＝0.9996，三组线性方程r2均大于0.95说明其线性拟合很好，所以葡萄糖浓度在100μm至500μm与生成沉淀长度存在线性关系，而葡萄糖浓度500μm以上则超出了
可穿戴贴片的量程，人体汗液氯离子浓度超出200μm时患高血糖的概率较大，100μm至500μm的葡萄糖浓度检测范围能够对高血糖做出即时的提醒，因此我们可以通过生成沉淀的长度以及汗液量来反应汗液中葡萄糖的浓度从而来对高血糖做出即时提醒的作用，根据图3做出葡萄糖检测贴片的汗液生理标志物测量刻度(8)。左侧5至15代表了溶液量5μl至15μl，色素前端所到达的刻度读数就是当前纸基芯片中所含的汗液量，右侧蓝色，绿色和红色的刻度线分别代表了10μl、12μl、15μl氯离子浓度从100μm至500μm，当左侧的色素前端到达刻度10时，从右侧普鲁士蓝沉淀前端所到达的蓝色刻度线便可以读出当前的葡萄糖浓度，之后色素前端分别到达刻度12和15时，分别从右侧普鲁士蓝沉淀前端所到达的绿色和红色刻度线读出葡萄糖浓度。
73.实施例6
74.汗液微流控贴片是通过激光和模板来进行制作，因此有很高的可扩展性，我们研究了螺旋型、蛇型、直线型三种通道在1mm、1.5mm、2mm宽度下检测氯离子的性能。滴加10μl60 mm氯离子溶液，图中显示1mm直线型所检测氯离子的距离最长，在相同氯离子量的条件下，宽度越窄则沉淀距离越长，所以精度也越高，但是测量的量程也变短，直线型通道比另外两种通道的沉淀距离长一些，可能是因为弯曲的通道影响了溶液的流速。之后比较了三种形状通道的纸基芯片的有效距离和贴片长度的比值，得出螺旋型比值最大，因此在相同贴片长度的条件下，螺旋型可以收集更多的汗液进行检测。利用不同形状纸基芯片的特性，我们可以将其制作贴在人身体的不同部位，例如蛇型因为有很好的拉伸性能可以贴在易弯曲的脖子部位，螺旋型在很小的长度可以收集更多的汗液，适合贴在出汗量比较大的部位，而直线型易于制作刻度方便读数，但是需要贴在平坦的部位。
75.实施例7
76.为了验证汗液微流控贴片的实用性，用其检测人体在正常状态和脱水状态下运动出汗的氯离子含量变化。对同一个人在正常状态和脱水状态各做了三组实验，正常状态为提前1h进行补水，脱水状态为先进行一轮运动出汗并感到明显的口渴。在相同部位贴上氯离子检测贴片之后再进行相同的运动量然后休息10min再开始检测。从图中可以看出通过对比60mm氯离子刻度与参比刻度的比值，正常状态的比值要明显低于脱水状态的比值，说明正常状态的汗液氯离子浓度要明显低于脱水状态汗液氯离子浓度，因此可以用这种贴片来检测人运动时的水合状态，并即时提醒补水。
77.实施例8
78.对比了汗液微流控贴片检测三种刺激汗液方法的汗液氯离子浓度。离子渗透法为直流电源将正极的水凝胶中的匹罗卡林阳离子输送到皮肤中刺激汗腺出汗，这种方式可以在静息状态下出汗。热刺激为通过喝热水，蒸桑拿等方式进行出汗。运动为通过运动的方式进行出汗。我们通过对比60mm氯离子刻度与参比刻度的比值可以看出，运动出汗的比值要高于离子渗透法或者热刺激法，说明运动出汗会导致检测汗液氯离子浓度偏高，这可能是因为运动过程中人体的水合状态产生了变化，而离子渗透法和热刺激法两种都是静息状态下出汗，汗液氯离子变化较小，所以我们在进行囊性纤维症检测时最好采用离子渗透法或者热刺激法来刺激出汗。
79.实施例9
80.一种延时型汗液微流控贴片，可以用于提醒人脱水时能够及时补水。为了验证滴
加的延缓液体流动的溶液对可穿戴贴片检测汗液生理标志物浓度的能力没有影响，我们设计了如下实验。制备了一个进液口连接两组检测通道的氯离子检测可穿戴贴片，其中一个通道连接处没有滴加聚苯乙烯磺酸钠溶液记为通道1，另一个通道连接处滴加了15％w/v的聚苯乙烯磺酸钠溶液记为通道2，将器件放入35℃烘箱中30min烘干，之后用注射泵将20mm至60mm的氯离子溶液以2μl/min的流速注入氯离子检测可穿戴贴片的进液口，氯离子溶液先流入通道1，大约5min后氯离子溶液流入通道2。如图9所示，通过对比通道1和通道2色素前端到达0.8cm时右侧氯化银沉淀的距离，两者距离相差在误差的允许范围内，因此滴加的延缓液体流动的溶液对纸基可穿戴贴片检测汗液生理标志物浓度的能力的影响可以忽略不计。我们通过将20mm至60mm的氯离子溶液当色素前端到达0.8cm时右侧氯化银沉淀的距离做线性拟合，得到了氯离子浓度与沉淀距离的线性关系，之后在检测通道左侧0.8cm标记一条红线，在检测通道右侧根据氯离子浓度与沉淀距离的线性关系做一条氯离子浓度刻度，当左侧色素到达0.8cm红线时便可以从右侧沉淀距离所对应的刻度读出氯离子浓度。由于之前已经做过了人体的汗液氯离子浓度会因为脱水而升高，可以将我们设计的延时检测氯离子可穿戴贴片贴在人体上，对人体脱水状态进行实时的检测，为了验证这一作用，我们将延时检测氯离子可穿戴贴片贴在测试人员背部，让测试人员进行运动，如图9所示，当测试人员运动10min时汗液已经流入没有滴加聚苯乙烯磺酸钠溶液的通道1，而滴加了15％w/v的聚苯乙烯磺酸钠溶液的通道2还没有汗液进入，当测试人员运动16min时通道1的色素已经到达0.8cm刻度可以对汗液氯离子浓度进行读数，而通道2的汗液才刚刚进入，当测试人员运动29min时通道2的色素已经到达0.8cm刻度可以对汗液氯离子浓度进行读数，通过对4名测试人员的通道1氯离子浓度与通道2氯离子浓度做对比可以得到通道2氯离子浓度对通道1氯离子浓度有所升高，由于每个人的出汗速率不同所以导致了升高的幅度有差异，当然我们可以通过设置更多的通道来进一步检测更长时间段的运动时汗液氯离子浓度，从而能够实时提醒人在脱水时能够及时补水。
81.实施例10
82.汗液微流控贴片的抗外力干扰性，将汗液微流控贴片弯折一次、两次、三次，之后滴加15μl水溶液，通过水溶液来模拟汗液在滤纸上的流动，每次实验至少有三组平行实验，将平均色素前沿的距离与没有弯折的纸基贴片滴加15μl水溶液的色素前沿的距离做对比，误差在0.1mm以内，误差在可接受的范围以内，说明这种汗液微流控贴片可以承受多次弯折和挤压并且对检测性能没有影响。
83.实施例11
84.汗液微流控贴片的神经网络可视化模型，使用matlab2018b软件中的neural net fitting功能进行神经网络拟合与预测。在主页中导入实验数据，其中输入变量有：滤纸宽度(mm)、铬酸钾浓度(mm)、打印次数、进液量(μl)、氯离子浓度(mm)共80组数据数据集命名为into。输出变量为：进液距离(cm)、氯离子反应距离(cm)共80组数据数据集命名为out。打开neural net fitting将数据放入输入与输出内，本次测试选用10个隐藏层神经元进行运算，人工神经网络训练集占比70％、测试集占比15％、验证集占比15％。训练算法采用levenberg-marquardt进行训练，得到训练精度图、线性回归图，误差精度在1％以下，拟合效果良好。之后对通道宽度1.5mm的纸基贴片滴加5、7、10、12、15、20μl不同液量的溶液并测得距离，将其与机器学习预测的距离相比较，得到较好的拟合关系。
85.实施例12
86.单通道距离法与汗液微流控贴片的双通道双刻度联读法的对比，将两种贴片贴在皮肤上检测汗液中的氯离子浓度。单通道距离法为现有的技术，通常需要滴加固定体积的溶液进行检测，对于不连续非匀速的出汗只能根据反应颜色的距离得出标志物的量而无法得出具体浓度。而我们所设计的双通道双刻度联读法氯离子检测贴片能够在不规律的出汗速率中读出标志物的浓度，如图中所示，左边通道红色色素前端到达了左边的10刻度值，之后便可以从右边通道白色沉淀前端所到达的蓝色刻度线的值读出浓度，图中所检测的汗液氯离子浓度在30mm左右。
87.实施例13
88.商用葡萄糖检测试纸(产自桂林优利特医疗电子有限公司)与汗液微流控贴片关于葡萄糖检测的对比。商用葡萄糖检测试纸采用比色法检测葡萄糖浓度，检测范围为2mm至100mm，而我们所设计的葡萄糖检测贴片葡萄糖浓度检测范围为0.1mm至0.5mm，更符合汗液葡萄糖的浓度检测范围。此外，图13显示了商用葡萄糖检测试纸采用比色法检测葡萄糖浓度会受到光照条件的影响，在光亮处与暗处所得到颜色区别很大，用rgb值中的g值来做比较，5mm葡萄糖与10mm葡萄糖的颜色光暗对比g值都有明显的降低，这会严重影响浓度检测的准确性，而我们所设计的葡萄糖检测贴片采用双刻度联读法检测葡萄糖浓度不会受到光照条件的影响，只要读取两边通道颜色变化的距离便能得到葡萄糖浓度，不论是光亮处还是暗处所读取的葡萄糖浓度的值都是一样的。