[发明专利]用于微量液体分析的蒸发效应补偿装置及其工作方法

说明书

本发明公开了一种用于微量液体分析的蒸发效应补偿装置，包括补偿液区、补偿通道区、检测区、待测液输送区、检测物收集区；补偿液区包括空腔以及空腔内的补偿液；补偿通道区包括微流体补偿通道、微通道网结构和若干阀门，微通道网结构上设有排气通道；检测物收集区用于将需要检测的微量液体通过毛细管作用吸收至微流体主通道内；待测液输送区包括微流体主通道和若干阀门；检测区设有微量液体的分析装置或分析电极。本发明通过设置微流体补偿装置，补偿液会在补偿通道的毛细管力作用下进入微流体主通道对待测液进行补充使待测液液面上升并进入检测区进行检测，由于微尺度效应，待测标志物将以缓慢的速度扩散到补偿溶液中，不影响最终检测的结果。

技术领域

本发明涉及一种检测装置，尤其涉及一种用于微量液体分析的蒸发效应补偿装置及其工作方法。

背景技术

可穿戴传感器可对人体生理信息动态、连续及实时地监控，在人类健康监测与诊断方面起重要作用。近年来，可穿戴式传感器越来越受到广泛关注。目前，可穿戴传感器大多只能监测如心跳、血压等物理信号，不能测出与人体健康状况更直接相关的生物分子层面的信息；而非侵入式人体生物液化学传感器的发展使得人体生物分子层面的动态监测成为可能。人体的生物液主要有：血液、组织液、眼泪、尿液、唾液和汗液。这些生物液含有与人体健康相关的丰富信息：通过血液分析可以确定红细胞、白细胞、血红蛋白、血小板的数量，确定是否存在贫血、感染性疾病以及血液系统疾病；唾液检测可以反映出口腔黏膜脱落细胞基因是否病变、癌变，或者伴有炎性表现，也可以进行一些特定抗体的筛查；汗液中含有各种无机离子、氨基酸、激素、蛋白质和多肽等分泌物，可评估人体电解质失衡程度、乳酸指数、汗液葡萄糖水平、脱水状况以及卡路里燃烧值。

用于生物液检测的可穿戴式传感器的重要优势是在检测过程中仅需采集微量液体，通常为微升级别。传统的血常规和肝功能检查，需要的血液量为3~5mL，而采用可穿戴式传感器仅需几百微升即可完成上述检测目标；对于汗液检测，采用可穿戴式生物液传感器只需要采集几百微升微量汗液就可以完成检测；对于唾液检测，仅需要2mL就能完成相关基因组检测，可有效评估自身的代谢能力、叶酸代谢能力、遗传病风险、营养需求和药物敏感反应等。

然而，生物液的采集和检测不一定是连续进行的；即使是连续进行，所需的时间也有可能超过几分钟甚至十几分钟。这期间，采集的液体会受到蒸发作用，尤其是对于微量液体，蒸发效率更快，文献资料表明，在温度20℃、空气相对湿度73%、无风的室内，一滴呈正常形态的水完全蒸发仅需三分钟。因此，在检测过程中，溶质的量是不变的，溶液的量却在随着时间而慢慢减少，微量液体的蒸发会导致生物标志物的检测浓度值明显偏高，甚至完全不符合实际情况。这种微量液体的蒸发效应是微量液体分析的重要难题之一。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于提供一种用于微量液体分析的蒸发效应补偿装置及其工作方法，以克服由于蒸发效应使测得的生物标志物浓度过高的问题，大大提高微量液体的分析精度。

技术方案：本发明的用于微量液体分析的蒸发效应补偿装置，包括补偿液区、补偿通道区、检测区、待测液输送区、检测物收集区；

所述补偿液区包括空腔以及空腔内的补偿液；

所述补偿通道区包括微流体补偿通道、微通道网结构和若干阀门，所述微流体补偿通道分别连接空腔和微流体主通道；所述微通道网结构上设有排气通道；

所述检测物收集区用于将需要检测的微量液体通过毛细管作用吸收至微流体主通道内；

所述待测液输送区包括微流体主通道和若干阀门；

所述检测区设有微量液体的分析装置或分析电极。

进一步地，所述补偿通道区上的阀门数量为三个，分别为微流体补偿通道左右两端的阀门一、阀门二，以及排气通道上的阀门三。

进一步地，所述待测液输送区上的阀门数量为两个，分别设于微流体主通道与检测区和检测物收集区连接处的阀门四和阀门五。