伯克利 - 針刺不是你的事嗎?加州大學(xué)伯克利分校的一個(gè)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)可穿戴式皮膚傳感器,可以檢測(cè)出汗液中的物質(zhì)。
他們希望有**,監(jiān)測(cè)排汗可以繞過對(duì)抽血等更具侵入性的手術(shù)的需求,并提供關(guān)于脫水或疲勞等健康問題的實(shí)時(shí)更新。
在今天(8月16日星期五)科學(xué)進(jìn)展中出現(xiàn)的一篇論文中,該團(tuán)隊(duì)描述了一種新的傳感器設(shè)計(jì),可以使用“卷到卷”處理技術(shù)快速制造,該技術(shù)基本上將傳感器打印到一張塑料片上在報(bào)紙上。
他們使用傳感器來監(jiān)測(cè)汗液中的汗液,電解質(zhì)和汗液中的代謝物,以及正在經(jīng)歷化學(xué)誘導(dǎo)排汗的其他人。
“該項(xiàng)目的目標(biāo)不僅僅是制造傳感器,而是開始進(jìn)行許多主題研究,看看汗水告訴我們什么 - 我總是說'解碼'汗水成分,”電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)教授Ali Javey說。在加州大學(xué)伯克利分校和論文的上等作者。
“為此我們需要可靠,可重復(fù)的傳感器,并且我們可以按比例制造傳感器,這樣我們就可以將多個(gè)傳感器放在身體的不同部位,并將它們放在許多主體上,”Javey說,他也是一名教師科學(xué)家。在勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室。
新型傳感器包含一個(gè)螺旋形的微觀管,或微流體,可以從皮膚上吸汗。通過跟蹤汗液在微流體中移動(dòng)的速度,傳感器可以報(bào)告一個(gè)人出汗多少或出汗率。
微流體還配備了化學(xué)傳感器,可以檢測(cè)電解質(zhì)(如鉀和鈉)和葡萄糖等代謝物的濃度。
Javey和他的團(tuán)隊(duì)與芬蘭VTT技術(shù)研究中心的研究人員合作,開發(fā)了一種快速制造傳感器貼片的方法,采用類似于絲網(wǎng)印刷的卷對(duì)卷加工技術(shù)。
VTT的Jussi Hiltunen說:“卷對(duì)卷加工能夠以低成本大批量生產(chǎn)一次性貼片。”“當(dāng)測(cè)試設(shè)備的數(shù)量不限制研究時(shí),學(xué)術(shù)團(tuán)體從卷對(duì)卷技術(shù)中獲得了顯著的好處。此外,大規(guī)模制造展示了在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)用汗液感應(yīng)概念的潛力。”
為了更好地了解汗水對(duì)人體實(shí)時(shí)健康的影響,研究人員首先將汗液傳感器放在志愿者身體的不同部位 - 包括額頭,前臂,腋下和上背部 - 并測(cè)量他們的汗水他們乘坐健身車時(shí)的汗水和汗水中的鈉和鉀水平。
他們發(fā)現(xiàn),當(dāng)?shù)氐某龊孤士赡鼙砻魃眢w在運(yùn)動(dòng)過程中的整體液體流失,這意味著追蹤出汗率可能是一種讓運(yùn)動(dòng)員在自己太過努力的情況下抬頭的方法。
“傳統(tǒng)上人們所做的是他們會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)從身體上吸汗然后進(jìn)行分析,”加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)與工程專業(yè)的研究生Hnin Yin Yin Nyein說道。論文。“因此,您無法通過良好的分辨率真正看到動(dòng)態(tài)變化。使用這些可穿戴設(shè)備,我們現(xiàn)在可以連續(xù)收集身體不同部位的數(shù)據(jù),例如了解局部汗液損失如何估計(jì)全身液體流失“。
他們還使用傳感器來比較健康和糖尿病患者的汗液水平和血糖水平,發(fā)現(xiàn)單次汗液葡萄糖測(cè)量不一定表明一個(gè)人的血糖水平。
“很多人希望非侵入式汗液測(cè)試可以取代基于血液的測(cè)量來診斷和監(jiān)測(cè)糖尿病,但我們已經(jīng)證明,汗液和血糖水平之間沒有簡(jiǎn)單的,普遍的相關(guān)性,”Mallika說。 Bariya是加州大學(xué)伯克利分校材料科學(xué)與工程專業(yè)的研究生,也是該論文的另一位主要作者。“這對(duì)社區(qū)來說非常重要,因此我們將繼續(xù)關(guān)注個(gè)性化或多參數(shù)相關(guān)性。”
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