来自美国的研究人员开发出一款可穿戴装置,使用者贴着这种贴片进行运动时

汗液虽然不大好闻,但是它包含了重要的生物成分,可以告诉我们生理状况。不过,在剧烈的运动过程中,过量出汗可能致命。例如,中东的士兵在炎热的天气下从事繁重的劳动,脱水的风险非常大。

用体液来检测身体情况很司空见惯,医院的化验大多依靠各类体液。其中,血液分析被认为是生物计量分析领域的黄金标准。

科技世界网     发布时间:2017-05-27    美国西北大学的John A.
Rogers教授团队研发出了一款超薄的“皮肤贴片”,可以根据使用者运动时产生汗水里的代谢物和电解质,监测到用户的身体健康情况,并将数据实时同步到智能手机上。不过这种硬币大小的皮肤贴片本身是不需要电源的,有效使用时间仅为几个小时。
人类的汗水包含了丰富的生理信息,这为生物可穿戴设备提供了新的机会。然而,由于人体出汗过程是复杂的,并且需要从多方面提取出与皮肤有关的有效信息,因此想要完成这项研究并不容易。John
A. Rogers教授多年来致力于生物可穿戴电子设备的研究,终于在近日推出了这款能够从汗水中读出健康信息的超薄贴片,并于近日将此次的研发成果发表在《Science
TranslaTIonal Medicine》期刊上。
使用者贴着这种贴片进行运动时,产生的汗水会通过微流体通道通过整个设备,并进入到四个单独的圆形“储存器”中。每个“储存器”中包含了不同的试剂,代表着葡萄糖、氯化物、乳酸盐和pH指数,它们会与汗水中的某些生物化学物质发生反应,这些反应会使得每个储存器的颜色发生变化。由于使用者的手机上已经下载了专门的APP,软件会在分析储存器的颜色变化之后确定人体内各项指标的水平。这样一来,用户只要通过手机上的读数器就能够获得自己的出汗率和总汗液损失等等信息。
John A.
Rogers教授在接受采访时表示,“举个例子,当你在进行一些简单的健身活动时,一旦有脱水情况发生,手机就会有信号发出,这时候你就该去补充电解质了。”
当你在汗流浃背的时候,这种皮肤贴片可以读懂你的汗水,监测健康信息
更重要的是,Rogers教授希望这种装置能够运用到更广的领域,比如一些军事训练中,甚至将来还能帮助人们对于某些疾病进行排查,比如对糖尿病患者进行实时监控。

为了避免危险的脱水,CFD 研究公司的Sergio Omar
Garcia以及新墨西哥大学的合作者设计出一种贴片传感器,可检测士兵在训练过程中的乳酸水平,以确定他们的应力极限,防止受伤。

每个人都有流汗的体验,这是正常的生理现象。但你可知道,就是这常见的汗液,却可以检测出人的身体状况。

在剧烈运动时,血液不能足够快地向肌肉供应氧气,满足肌肉收缩的高能量需求。一旦可用的氧气耗尽,锻炼的肌肉就切换到乳酸发酵,这是一个不依赖氧的能量产生过程。乳酸开始在肌肉中积累,引起疼痛的感觉。这种乳酸也通过汗液排出。乳酸水平若高于某个阈值,则可能带来危险状况,如肌肉疲劳和脱水。

据麦姆斯咨询报道,最新研究证明,汗液中的酒精含量与血液中的酒精含量具有相关性。来自美国的研究人员开发出一款可穿戴装置,该装置能够激发人体产生汗液,然后每25秒测量一次汗液中的乙醇浓度。该系统可用于追踪重要分析物,如激素或药物,以告知用户药物如何在体内实时代谢。

为了测量汗液中的乳酸,Garcia的团队开发出一种乳酸脱氢酶传感器,他们用特别的墨水在碳纳米管电极上“打印”LDH酶。LDH分解汗液中的乳酸并产生电流,这可被电极读取。研究人员将这种贴片传感器装在运动胶布上,以保持它的弹性,并覆盖医用纱布,吸收汗液进行测定。

来自美国辛辛那提大学(University of Cincinnati)的Jason
Heikenfeld及其同事为人类受试者提供了一种酒精饮料,并使用他们开发的新型无创微流体传感贴片测量受试者前臂汗液中的乙醇水平。该结果模拟了使用商用酒精测定计测量血液酒精含量,不出所料具有时间滞后性。Heikenfeld评论道,“这是全球首次利用简单的可穿戴式贴片装置,很好地关联了血液和汗液中的酒精含量数据。

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