可穿戴汗水传感器检测到引起痛风的化合物

去看医生有很多事情要做：付钱，坐在候诊室里，过时的杂志，生病的人咳嗽而不遮住嘴。但是，对于许多人来说，医生的访问最糟糕的事情是被针头陷入困境。血液测试是评估身体正在发生的事情的一种尝试的方法，但不适感是不可避免的。加州理工学院科学家说，也许不是。

现在，由医学工程助理教授Wei Gao领导的研究人员描述了一种可实现的可穿戴传感器，可以通过分析汗水来监测一个人血液中的代谢物和营养水平。先前开发的汗液传感器主要是靶向高浓度的化合物，例如电解质，葡萄糖和乳酸。研究人员说，GAO的汗水传感器比目前的设备更敏感，并且还可以检测到浓度较低的汗水化合物，除了易于制造。

此类传感器的发展将使医生能够不断监测诸如心血管疾病，糖尿病或肾脏疾病等疾病患者的状况，所有这些都导致血液中营养素或代谢物的异常水平。患者将受益于让医生更好地了解自己的病情，同时避免与皮下注射针的侵入性和痛苦相遇。Gao说：“这种可穿戴的汗水传感器有可能快速，连续且无创地捕获分子水平的健康变化。”“他们可以实现个性化监测，早期诊断和及时干预。”

GAO的工作重点是开发基于微流体的设备，这是一种操纵少量液体的技术的名称，通常是通过宽度小于四分之一毫米的通道。微流体非常适合应用这种应用，因为它们最大程度地减少了汗水蒸发和皮肤污染对感应精度的影响。由于新鲜提供的汗水流经微通道，该设备可以对汗液进行更准确的测量，并可以捕获浓度的时间变化。

直到现在，Gao和他的同事们说，基于微流体的可穿戴传感器主要是通过光刻 - 蒸发过程制造的，这需要复杂而昂贵的制造工艺。相反，他的团队选择将其生物传感器从石墨烯（一种类似薄片的碳形式）中制成。基于石墨烯的传感器和微型微流体通道都是通过用二氧化碳激光器雕刻塑料板来创建的，二氧化碳激光器现在非常普遍，可供家庭爱好者使用。

研究小组选择其传感器测量呼吸速率，心率以及尿酸和酪氨酸的水平。之所以选择酪氨酸，是因为它可以是代谢性疾病，肝病，饮食失调和神经精神疾病的指标。之所以选择尿酸，是因为在较高的水平下，它与痛风有关，是一种痛苦的关节疾病，在全球范围内正在上升。当体内高水平的尿酸开始在关节中结晶时，尤其是脚部的尿酸，引起刺激和炎症时，就会发生痛风。

为了了解传感器的性能，研究人员对健康的个体和患者进行了一系列测试。要检查受一个人的身体健康影响的汗酪氨酸水平，他们使用了两组人：训练有素的运动员和平均健身的人。不出所料，传感器在运动员的汗水中显示出较低的酪氨酸。为了检查尿酸水平，他们服用了一群健康的个体，并在禁食时和汗水一起吃了富含嘌呤的饭后，并在其禁食时，在食物中食用富含嘌呤的食物，被代谢成尿酸。传感器显示饭后尿酸水平上升。GAO的团队还与痛风患者进行了类似的测试。传感器显示，它们的尿酸水平比健康人的尿酸水平高得多。

为了检查传感器的准确性，研究人员还从痛风患者和健康受试者那里汲取了血液样本。传感器对尿酸水平的测量与血液中化合物的水平密切相关。

高说，传感器的高灵敏度，以及它们的易于制造，这意味着最终，患者可以在家中使用它们来监测痛风，糖尿病和心血管疾病等疾病。拥有有关其健康的准确实时信息，甚至可以使患者根据需要调整自己的药物水平和饮食。Gao说：“考虑到异常的循环营养素和代谢物与许多健康状况有关，因此从这种可穿戴传感器中收集的信息对于研究和医疗治疗都是无价的。”