微流控+可穿戴设备=？（企业专利/产品/技术盘点）

微流控技术与可穿戴设备的结合，是当前生物医学工程和健康监测领域最令人兴奋的交叉点之一。它旨在通过微小通道和结构精确操控流体（如汗液、泪液、唾液、组织间液等），结合可穿戴设备便捷、实时的特性，实现对人体生理参数和生物标志物的连续、无创或微创监测。

微流控技术与可穿戴设备的结合，核心在于将微型实验室（Lab-on-a-Chip）的功能集成到柔性、轻便、可穿戴的载体上，实现从生物样本采集到分析的全流程自动化。微流控技术凭借其微型化、高灵敏度、低功耗和多通道并行处理的特点，能够在微小的芯片上集成复杂的流体操作，实现生物样本的采集、分离、检测和分析，同时与柔性电子器件相结合，满足可穿戴设备轻便、舒适、连续监测的要求，为健康监测、疾病预警、人机交互等领域带来了新的发展机遇。

微流控技术与可穿戴设备的结合，核心在于实现对生物体液的微量采样、精确传输、即时分析与药物递送。相关专利与技术布局主要集中在以下几个方面：

🔵生物传感器集成与流体管理系统专利

1. 汗液分析系统：这是目前研究和应用最活跃的领域。许多科技公司和医疗设备公司都在申请相关专利，旨在开发能够从皮肤表面高效收集汗液，并通过微流控通道引导至集成电化学、光学或酶学传感器的芯片进行实时分析的设备。例如，针对葡萄糖、乳酸、电解质（钠、钾）、皮质醇等生物标志物的连续监测系统。专利关注点包括汗液收集效率、防蒸发设计、流速控制、多通道并行分析以及与柔性电路的集成。

2. 间质液/泪液采样：部分专利聚焦于更复杂的体液采样，如利用微针阵列（Micro-needle Array）技术在无痛或微创条件下获取间质液，并通过微流控通道导入分析模块，用于血糖或其他特定生物标志物的连续监测。类似的，泪液采集装置也通过微流控设计实现稳定采样与分析。

3. 唾液分析：针对口腔健康、压力荷尔蒙（如皮质醇）或药物代谢产物的唾液检测，微流控技术被用于设计更高效、用户友好的唾液采集与预处理装置。

🔵个性化药物递送系统专利

1. 按需给药贴片：利用微流控泵、微阀和微针技术，开发可穿戴的智能给药贴片。这些专利涵盖了根据生理参数（如血糖水平、心率）实时调节药物释放剂量的闭环系统。例如，针对糖尿病患者的胰岛素智能泵，或用于疼痛管理、疫苗递送的按需释放系统。关键专利涉及微泵驱动机制（如电渗、压电、热膨胀）、药物储存仓与递送通道的整合。

2. 冷却与加热系统：微流控技术也被应用于可穿戴热管理设备，通过在服装或贴片内部循环微量液体来达到局部降温或升温的效果，适用于运动员散热、医疗降温或舒适性调节。

🔵柔性与可伸缩材料及制造工艺专利

随着可穿戴设备对舒适性和佩戴性的高要求，将微流控通道集成到柔性、可伸缩的基底上成为关键。相关专利涉及使用弹性体（如PDMS）、水凝胶、纺织品等材料制造微流控芯片，以及采用3D打印、卷对卷印刷、软光刻等先进制造工艺，实现大规模、低成本生产。这些专利结合了材料科学与微流控结构设计。

根据微流控信息网专利平台“微芯知库®”检索显示：许多企业在微流控-可穿戴设备领域都有专利布局。其中美国皇家飞利浦有限公司、美国拉布拉多诊断有限责任公司以及美国YSI公司在该技术领域相关专利数量领先，其余企业也在该领域积极布局。随着技术的不断进步和应用的持续拓展，微流控-可穿戴设备领域将会迈向更为成熟与多元的发展阶段。

表：代表性企业微流控-可穿戴设备领域相关专利

微流控可穿戴设备仍处于快速发展和商业化早期阶段，但已有不少企业和研究机构推出了具有代表性的产品或原型，展示了其巨大的应用潜力。

1. G* Sweat Patch: 是由多层薄膜聚合物材料组成，内部包含一个封闭的微流控通道网络的一款可穿戴微流控汗液传感器。这些微流控通道利用汗腺分泌汗液时产生的自然压力，将汗液从皮肤表面引导至贴片内部。贴片通过两个入口收集汗液，分别用于测量局部出汗率和汗液氯化物浓度。该贴片可以帮助用户更好地了解自身在运动中的水分和电解质流失情况，从而实现科学补水，提升运动表现。

图1.G* Sweat Patch（图来源于网络，侵删）

2. E*e微流控汗液传感器：该传感器运用精细设计的微通道结构来收集和引导汗液流动，实时监测汗液中的生物标志物。当汗液自然分泌，会被传感器直接贴合皮肤收集。在微通道内，汗液中的多种生物标志物与内置的传感组件发生反应，这些反应信号随后被转化为电信号或光信号等可检测信号，并进一步被分析处理，为用户提供个性化的健康信息。该公司与宝洁（P&G）等合作，开发了多种用于运动、健康和工业安全的可穿戴汗液传感器，能监测汗液流速、电解质、pH值和乳酸等，并已应用于部分专业运动队和企业。

图2. E*e微流控汗液传感器（图来源于网络，侵删）

3. B*linq可穿戴血糖传感器：该传感器整体为硬币大小，由贴片、微传感器阵列、印刷电路板、电池和外壳组成。电化学传感器包含一组硅基阵列微针，微针长度不足常规针头长度的1/20，用户只需将传感器用拇指按压贴紧上前臂，微针即可在刺入皮下并在皮肤下细胞之间的间质液中测量葡萄糖含量的同时，避免了针管刺入皮下组织所带来的创伤和痛感。

图3. B*linq可穿戴血糖传感器（图来源于网络，侵删）

4. m*Lens隐形眼镜：一种基于微流控技术的无电子元件软性隐形眼镜，用于监测青光眼和高眼压患者的眼压。其工作原理是利用微流控感测通道中的流体液位变化来响应角膜曲率半径的改变，并通过智能手机摄像头及光学适配器检测传感器响应，转换为压力值。该设计无需电子元件，降低了成本，同时提高了佩戴的舒适性和安全性。

图4. m*Lens隐形眼镜（图来源于网络，侵删）

5. L* Zero Health荷尔蒙监测设备：该设备通过中空微针系统采集间质液样本至试纸，试纸载有适配体传感器，适配体与样本中的目标激素结合后，其结构变化可通过光学或电化学方法测量，从而得出激素水平数据。数据由小型化主机读取并上传至云端系统，供医生查看。

图5. L* Zero Health荷尔蒙监测设备（图来源于网络，侵删）

6. C* Tag穿戴式传感器：该设备是一种多模态可穿戴监测传感器，可同步采集心电图、光电容积图和心震图信号，分别监测心脏电活动、血流变化和机械振动，再结合 AI 算法分析数据，转化为左心室射血时间、肺毛细血管楔压等临床参数，实现无创、实时的心脏功能评估。

图6. C* Tag穿戴式传感器（图来源于网络，侵删）

1. 生理信号监测

微流控技术可用于开发柔性、便携的传感器，能够实时监测人体生理信号，如汗液成分（葡萄糖、乳酸、电解质等）、皮肤温度、水合度等。通过微流控通道的设计，可以实现样本的采集、分离、反应和检测一体化，提高监测的灵敏度和准确性。

2025年6月，中国科学院长春应化所张强研究员与中国人民解放军联勤保障部队第989医院常祺主任医师研究团队开发了一种全集成可穿戴汗液传感贴片，用于实时分析多种帕金森病相关生物标志物。该贴片实现了对汗液中L-多巴、抗坏血酸和葡萄糖的非侵入性连续监测，为帕金森病的早期预测与个性化医疗提供了新的技术路径。

标题：A Fully Integrated Wearable Sweat Sensing Patch for Online Analysis of Multiple Parkinson‘s Disease-Related Biomarkers

期刊：Advanced Materials（IF=26.8)

原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202504534

2. 机械传感

微流控技术可用于开发高灵敏度的压力、应变传感器。通过在微流控通道中填充导电液体或利用流体的物理变化，可以实现对人体运动、压力变化的实时监测，适用于运动监测、康复治疗等领域。

2025年3月，香港理工大学黄琪瑶团队受皮肤启发开发了一种透气型结构梯度纤维毡SGFM，用于康复辅助中的压力传感。SGFM通过模板辅助的逐层电纺技术制备而成，模拟了人体皮肤从外层到内层的硬度梯度变化。并将SGFM被集成到一个可穿戴的康复监测系统中，用于检测股四头肌、脉搏和足底压力，以实现姿势跟踪和纠正，在提高康复辅助效率方面显示出的巨大应用潜力。

标题：Skin-Inspired, Permeable, Structure-Gradient Fiber Mats for Pressure Sensing in Rehabilitation Assistance

期刊：Advanced Fiber Materials（IF= 21.3）

原文链接：

https://doi.org/10.1007/s42765-025-00531-y

3. 虚拟现实与增强现实

微流控技术可用于开发可拉伸的热电器件，实现温度和痛感的模拟。通过流体的热交换和流动控制，可以为虚拟现实和增强现实设备提供更逼真的触觉反馈，提升用户体验。

2025年6月，中国电子科技大学的黄振龙教授，陈涛教授以及林元教授团队提出了一种基于微流控辅助的三维可拉伸热电设备，旨在解决传统可拉伸电子设备因热导率低而导致的散热瓶颈问题。将该设备与温度传感器及控制电路集成，构建了可穿戴闭环温控系统，实现了对皮肤温度的精确调控，并基于热格栅错觉原理实现了虚拟疼痛感知。为高性能可拉伸热电器件的设计提供了新思路，拓展了其在虚拟现实、人机交互等领域的应用潜力。

标题：Microfluidic-enabled three-dimensional stretchable thermoelectrics

期刊：npj Flexible Electronics （IF=15.5）

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41528-025-00429-0

4 多功能集成

微流控技术可以与其他电子模块、生物传感器、化学传感器等集成，开发出多功能的可穿戴设备。这种集成化的设计可以实现多种生理信号的同步监测、数据处理和传输，为健康管理、疾病监测和人机交互提供更全面的解决方案。

2025年6月，湖南大学蔡仁教授和谭蔚泓院士团队开发了一种基于多重绿色生物燃料驱动的全自供能可穿戴传感器，用于实时健康监测与多模态传感。该系统集成了微流控模块、柔性传感模块、酶生物燃料电池以及定制化电子模块，可实现对汗液、呼吸、唾液和泪液中非侵入性生物流体中葡萄糖和酒精的高灵敏检测，同时监测体温、压力和触摸等日常生理活动。为个性化健康监测提供了新策略。

标题：Fully Wearable Devices for Real-Time Health Monitoring and Multimodal Sensing in Nanomedicine Using Multiplexed Green Biofuels

期刊：Nano Letters （IF=9.6）

原文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.5c02380

5. 运动与健康评估

微流控技术可用于开发运动监测设备，通过监测汗液分泌率、成分变化等生理指标，评估运动强度和健康状态。此外，还可以用于疾病的早期预警，通过实时监测生理信号的变化，提供健康风险提示。

2025年5月，西安工程大学刘呈坤教授联合新加坡南洋理工大学Seeram Ramakrishna教授团队开发了基于DNA类似双螺旋褶皱结构的柔性纤维传感器，用于人体运动监测。将这种纤维传感器编织成大面积织物后，能有效检测人体的细微和大幅度运动，在智能可穿戴设备中具有巨大的应用潜力。

标题：DNA-Like Double-Helix Wrinkled Flexible Fibrous Sensor   with Excellent Mechanical Sensibility for Human Motion Monitoring

期刊：Advanced Fiber Materials (IF=21.3)

原文链接：

https://doi.org/10.1007/s42765-025-00560-7

总结：

微流控技术在可穿戴设备开发领域具有重要意义，通过微型化、集成化的设计，实现了生物样本的快速采集与精准检测，使可穿戴设备能够实时监测人体生理指标，如血糖、乳酸等。同时，其与柔性材料结合，提升了设备的舒适度和贴合度，降低了能耗和发热，助力可穿戴设备向小型化、智能化、个性化方向发展。微流控技术与可穿戴设备的结合，正从科幻走向现实，有望彻底改变我们管理健康、监测疾病的方式！