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可穿戴式传感器可以检测出汗液中的物质

伯克利 - 针刺不是你的事吗?加州大学伯克利分校的一个科学家团队正在开发可穿戴式皮肤传感器,可以检测出汗液中的物质。

他们希望有一天,监测排汗可以绕过对抽血等更具侵入性的手术的需求,并提供关于脱水或疲劳等健康问题的实时更新。

在今天(8月16日星期五)科学进展中出现的一篇论文中,该团队描述了一种新的传感器设计,可以使用“卷到卷”处理技术快速制造,该技术基本上将传感器打印到一张塑料片上在报纸上。

他们使用传感器来监测汗液中的汗液,电解质和汗液中的代谢物,以及正在经历化学诱导排汗的其他人。

“该项目的目标不仅仅是制造传感器,而是开始进行许多主题研究,看看汗水告诉我们什么 - 我总是说'解码'汗水成分,”电气工程和计算机科学教授Ali Javey说。在加州大学伯克利分校和论文的高级作者。

“为此我们需要可靠,可重复的传感器,并且我们可以按比例制造传感器,这样我们就可以将多个传感器放在身体的不同部位,并将它们放在许多主体上,”Javey说,他也是一名教师科学家。在劳伦斯伯克利国家实验室。

新型传感器包含一个螺旋形的微观管,或微流体,可以从皮肤上吸汗。通过跟踪汗液在微流体中移动的速度,传感器可以报告一个人出汗多少或出汗率。

微流体还配备了化学传感器,可以检测电解质(如钾和钠)和葡萄糖等代谢物的浓度。

Javey和他的团队与芬兰VTT技术研究中心的研究人员合作,开发了一种快速制造传感器贴片的方法,采用类似于丝网印刷的卷对卷加工技术。

VTT的Jussi Hiltunen说:“卷对卷加工能够以低成本大批量生产一次性贴片。”“当测试设备的数量不限制研究时,学术团体从卷对卷技术中获得了显着的好处。此外,大规模制造展示了在实际应用中应用汗液感应概念的潜力。”

为了更好地了解汗水对人体实时健康的影响,研究人员首先将汗液传感器放在志愿者身体的不同部位 - 包括额头,前臂,腋下和上背部 - 并测量他们的汗水他们乘坐健身车时的汗水和汗水中的钠和钾水平。

他们发现,当地的出汗率可能表明身体在运动过程中的整体液体流失,这意味着追踪出汗率可能是一种让运动员在自己太过努力的情况下抬头的方法。

“传统上人们所做的是他们会在一定时间内从身体上吸汗然后进行分析,”加州大学伯克利分校材料科学与工程专业的研究生Hnin Yin Yin Nyein说道。论文。“因此,您无法通过良好的分辨率真正看到动态变化。使用这些可穿戴设备,我们现在可以连续收集身体不同部位的数据,例如了解局部汗液损失如何估计全身液体流失“。

他们还使用传感器来比较健康和糖尿病患者的汗液水平和血糖水平,发现单次汗液葡萄糖测量不一定表明一个人的血糖水平。

“很多人希望非侵入式汗液测试可以取代基于血液的测量来诊断和监测糖尿病,但我们已经证明,汗液和血糖水平之间没有简单的,普遍的相关性,”Mallika说。 Bariya是加州大学伯克利分校材料科学与工程专业的研究生,也是该论文的另一位主要作者。“这对社区来说非常重要,因此我们将继续关注个性化或多参数相关性。”

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