可穿戴传感器可检测汗液中的物质

伯克利-针灸不是你的专长吗？加州大学伯克利分校的一组科学家正在开发可穿戴的皮肤传感器，可以检测汗液中的物质。

他们希望有一天，监测排汗可以绕过抽血等更具侵入性的手术，并提供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)发表在《科学进展》上的一篇论文中，该团队描述了一种新的传感器设计，可以使用“卷对卷”处理技术快速制造，这种技术基本上是将传感器打印在报纸的塑料纸上。

他们使用传感器来监测汗液中的汗液、汗液中的电解质和代谢物，以及其他正在经历化学诱导出汗的人。

电气工程和计算机科学教授阿里土扒貂说：“这个项目的目标不仅仅是制造传感器，而是启动许多主题研究，看看汗水能告诉我们什么——我总是说‘解码’汗水成分。”在加州大学伯克利分校，论文的高级作者。

“为此，我们需要可靠和可重复的传感器，我们可以按比例制造传感器，这样我们就可以在身体的不同部位放置多个传感器，并将它们放在许多受试者身上，”土扒貂说，他也是一名教师科学家。劳伦斯伯克利国家实验室。

这种新的传感器包含一个螺旋微管，或微流体，可以吸收皮肤上的汗水。通过跟踪汗水在微流体中的移动速度，传感器可以报告一个人出汗多少或多少。

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。

土扒貂和他的团队与芬兰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，使用类似于丝网印刷的卷对卷加工技术。

VT公司的Jussi Hiltunen说：“卷对卷加工可以低成本大规模生产一次性贴片。”“当测试设备的数量不限制研究时，学术团体已经从卷到卷技术中获得了巨大的利益。此外，大规模制造显示了在实际应用中应用汗液传感概念的潜力。”

为了更好地实时了解汗液对人体健康的影响，研究人员首先在志愿者身体的不同部位放置汗液传感器——包括前额、前臂、腋窝和上背部——并测量他们的汗液，以及骑健身车时汗液中的钠和钾含量。

他们发现，局部出汗率可能表明身体在运动过程中的整体液体流失，这意味着跟踪出汗率可能是运动员在过于努力的情况下抬头的一种方式。

加州大学伯克利分校材料科学与工程专业的研究生赫宁殷瑛奈因说：“传统上，人们所做的是在一定时间内从身体中吸收汗水，然后对其进行分析。”论文。“所以，你无法通过好的分辨率真正看到动态的变化。使用这些可穿戴设备，我们现在可以持续收集身体不同部位的数据，例如，了解局部出汗量如何估计全身体液流失”。

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，发现单次血糖测量不一定能表明一个人的血糖水平。

“许多人希望无创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和普遍的相关性，”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，也是这篇论文的另一位主要作者。“这对社区非常重要，因此我们将继续关注个性化或多参数相关性。”

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