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透过汗液监测身体状况,这款可穿戴装置可以在身上随便贴

时间:2018-03-12 22:51:02

 
 

罗杰斯在美国生命科学网的采访中说:“我们近几年已经开发了各种可安装在皮肤上的轻薄、柔软和灵活的装置作为可穿戴技术的下一代载体。现在,我们研发了这样的装置来收集和分析汗液。”

这个“可穿戴实验室”包含“微流体”,被设计用于将流体自身内部与微电子科技里电子的路线保持一致。具体来说,感测器将大约0.02英寸(0.5mm)宽的多个微观通道向下排入直径约0.16英寸(4mm)的隔室中。这些隔室中的每一个隔室都测量特定的生物标志物,例如酸碱值、乳酸盐、氯化物和葡萄糖水平。

罗杰斯在一份声明中说:“我们选择这四种生物标志物,因为它们提供了与健康状况相关的特征。该装置还可以确定出汗速度和流汗速度,在必要的情况下,它可以储存样品用于随后的实验室分析。”

感测器隔室内的化学反应导致可见的颜色变化,这揭示了存在于汗液中的指定生物标记物的水平。当智能手机靠近感测器时,智能手机内的近场通信技术,例如Google钱包和苹果支付等行动支付系统中使用的技术,使用短距离无线电波向感测器内的电子装置供电并通信。研究员表示,之后感测器中的电子装置使用智能手机应用程序拍摄感测器的照片,然后应用程序可以分析此图像来计算生物标志物水平。

合作研究者、西北大学工程系教授黄永刚在一份声明中说:“我们研发的汗液分析平台将允许人们现场监测他们的健康,不需要血液采样和集成电子,不需要电池,但仍然能够无线连接到智能手机。”

罗杰斯说:“传统分析汗液的方法是使用贴在皮肤上的吸收剂收集汗液并在之后离体分析。相比之下,新的感测器可以即时分析汗水。”

罗杰斯还表示,“其他科学家开发的汗液感测器可以穿戴在皮肤上。但是这些其他感测器仍然依赖吸收贴片而不是微流体通道,所以他们不能分析出人们的出汗速度。”他补充说道,“此外,与以前的汗水液感器不同,新装置不需要使用电池。”

在实验中,罗杰斯、黄永刚和他们的同事将他们的感测器放置于21名健康的志愿者的前臂和背部,来分析他们的汗液。九名志愿者在受控制的条件下在室内健身中心骑自行车,另外12名志愿者参加了在干旱和复杂的户外条件下举行的El Tour de Tucson长途自行车比赛。

科学家们表示,室内骑自行车的人的感测器资料和用传统方法分析他们汗水的资料相匹配。室外骑自行车的人的感测器也如预期的那样,即使在沙漠这种复杂与不可预测的环境下仍然保持工作。此外,研究人员还表示,这些装置在所有的志愿者身上都没有引起不适或让人厌烦。

“这种感测器的目标售价是每台不到1.50美元,”罗杰斯说,“在这个价位上,我们认为用户可以理解该装置是一次性使用的。”

就直接的商业应用而言,科学家说他们“能够了解到这个装置可以用于健身、保健与运动,” 罗杰斯说,“运动员可以用这个装置监测出汗量和电解质流失情况。,我们还与一家大型生物医学装置公司进行合作,利用这些装置在糖尿病的背景下非侵入性地监测汗液里的葡萄糖。”他还说,“我们也在与美国空军合作,监测正在执勤的飞行员的健康状况。”

研究人员补充说,他们的技术可能会扩展到其他体液,如眼泪和唾液。

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