科学家开发新汗液传感器 使用“分子印记聚合物”检测更多的代谢物

科学家开发新汗液传感器使用“分子印记聚合物”检测更多的代谢物尽管现在有一些皮肤穿戴式传感器可以识别汗液中的代谢物，但该技术在检测内容上是有限的，而且这些传感器通常不能重复使用。然而，一种新的传感器利用一种“分子印记聚合物”，使其更加有用。该实验装置是由加州理工学院（Caltech）的一个团队开发的，由高伟副教授领导。此前，高伟和他的团队创造了嵌入酶或抗体的传感器，这些酶或抗体与佩戴者汗液中的特定代谢物化学品发生反应。除其他事项外，某些此类化学品的异常高或低水平可以表明需要治疗的特定疾病。但不幸的是，这些酶只能检测到相对较少的代谢物。抗体的用途更广一些，但它们只能使用一次。为了寻求一种性能更好的替代品，研究人员设计了一种传感器，它包含了一种聚合物薄膜，当它与汗水接触时产生电流。重要的是，在该薄膜和皮肤之间形成的一层是经过分子印记的第二种聚合物。压印过程包括在聚合物中嵌入目标代谢物的分子，而它仍处于液体状态，允许聚合物凝固成类似橡胶的稠度，然后使用一种化学过程将分子从其中移除。所产生的是一个包含微小模塑孔的聚合物片，其大小和形状与分子完全一致。当汗水与该聚合物接触时--如果汗水中很少或没有代谢物--液体就会流过大部分开放的小孔，当它到达下面的其他聚合物时就会产生强烈的电流。然而，如果汗液中存在高水平的代谢物，这些分子将堵塞许多孔。这意味着没有那么多的汗液能够通过，所以会产生较弱的电流。因此，通过监测传感器产生的电信号，可以测量佩戴者汗液中目标代谢物的浓度--汗液中的浓度通常与血液中的浓度一致。施加微弱的电流随后会破坏堵塞孔洞的分子，从而使传感器能够被重新使用。该传感器最初确实在皮肤上施加了自己的小电流，以刺激汗液分泌。然而，由于其微流体设计只需要极少量的汗液，因此电流非常微弱，据说不会让佩戴者感到不舒服。它已经在实验室中对志愿者进行了测试，并应很快成为更大规模临床试验的对象。“这种方法使我们能够检测到一堆新的关键营养物质和代谢物。我们可以监测我们何时进食并观察营养素水平的变化，”高伟说。“它不仅监测营养物质，而且还监测激素和药物。它可以为许多健康状况提供连续监测。”有关这项研究的论文最近发表在《自然·生物医学工程》杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1305285.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1305285.htm

耳塞内置传感器可通过分析脑电波和汗液了解机主健康状况

耳塞内置传感器可通过分析脑电波和汗液了解机主健康状况当设备插入耳朵时，集成电生理传感器会与耳道皮肤接触，从而检测到邻近大脑颞叶的电活动。与此同时，电化学电极还能测量聚集在外耳外耳道部位的汗液中的乳酸盐含量。这些电极表面覆盖着一层亲水性水凝胶，这意味着它能吸水。所有传感器不仅具有柔韧性，而且还具有弹性和缓冲性。这些特性有助于它们舒适地贴合每位患者耳朵的独特轮廓，并在患者进行各种体力活动时与皮肤保持接触。当患者进行这些活动时，传感器会将读数传送到耳塞，耳塞再将数据无线传输到智能手机或笔记本电脑上进行处理。通过结合脑部活动和乳酸数据，医生可以诊断不同类型的癫痫发作、监测运动时所付出的努力或监测压力水平......以及该技术的其他可能应用。传感器适合每个病人的耳朵在迄今为止进行的测试中，使用传感器获得的数据与通过市售脑电图（EEG）耳机和含乳酸盐血液样本获得的数据相吻合。加州大学圣地亚哥分校的帕特里克-梅西埃（PatrickMercier）教授说："这项研究迈出了重要的第一步，表明只需增强人们日常使用的耳塞的功能，就能从人体测量出有影响力的数据。由于使用这项技术不存在重大摩擦，我们预计最终会得到广泛采用。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387011.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387011.htm

超疏水生物传感器可克服汗液差异读取身体的隐性信号

超疏水生物传感器可克服汗液差异读取身体的隐性信号该传感器由Huanyu"Larry"Cheng,JamesL.Henderson,Jr.纪念工程科学和力学副教授Huanyu"Larry"Cheng开发的传感器，他们共同在ACSNano杂志上发表了一篇论文。感性或液体汗液是人可以感知的汗液，例如在高强度运动期间。可穿戴传感器可以对这种类型的汗液进行连续的、非侵入性的追踪。不可知的，或蒸汽的汗液则不同。它只是皮肤中的水分流失，在低强度运动或休息时以更小的速度分泌，测量它很困难。Cheng说："监测无知觉的汗液对于评估皮肤健康和疾病状况，如湿疹和伤口愈合，以及潜在的健康状态，如疼痛或焦虑，具有很高的价值。检测汗液速率和损失的皮肤界面设备目前仅限于与可感汗液一起工作，不适合于蒸汽状态下的不可感汗液。"多孔基质上的超吸收水凝胶复合材料被夹在两个超疏水纺织层之间，以允许汗液蒸汽的渗透，同时防止传感器受到感性汗液的外部水滴的影响。资料来源：宾州州立大学提供Cheng开发了一个超疏水汗液传感器的原型，用于测量不敏感汗液的水汽。这种材料--夹在两个超疏水纺织层之间的多孔基质上的超吸水凝胶复合材料--允许汗液蒸汽的渗透，同时防止传感器受到外部可感汗液水滴的影响。该传感器可以与一个灵活的无线通信和供电模块集成，持续监测不同身体位置的出汗率。在人体上进行的概念验证展示了连续评估人体体温调节和皮肤屏障功能的可行性。这实现了对热舒适度、疾病状况和神经系统活动的评估，并提供了一个低成本的设备平台，以检测汗液中其他与健康有关的生物标志物，从而发展出智能医疗和个性化医疗的下一代汗液传感器。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357449.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357449.htm

AirPods 成为可穿戴脑机接口，从预防老年痴呆到成为 VR 传感器

AirPods成为可穿戴脑机接口，从预防老年痴呆到成为VR传感器加州大学圣地亚哥分校研究了一种可用于AirPods的外层柔性传感器，由于耳道靠近中枢神经系统，该传感器可以同时监测脑电波和乳酸浓度。脑状态和代谢物的监测是对早期疾病检测、健康监测、VR/AR应用产生重大影响的两个维度。耳朵靠近中枢神经系统、主要脉管系统和听觉皮层。该传感器除了可获取脑电图、眼电图、皮肤电活动、脉率和血氧饱和度等多个生理参数，还可以从多个外分泌汗腺分析重要代谢物。数据通过耳机无线传输，实时分析佩戴者的认知变化、压力、情绪，神经退行性疾病(如癫痫、阿尔茨海默症、帕金森)。加上传感器的电化学乳酸监测，还可区分全身性癫痫发作与心因性非癫痫和晕厥事件。https://www.nature.com/articles/s41551-023-01095-1投稿：@ZaiHuaBot频道：@TestFlightCN

巴西开发出“植物可穿戴”传感器 可测果蔬农药残留

巴西开发出“植物可穿戴”传感器可测果蔬农药残留虽然农药施用时很小心，但风往往会把农药吹到意想不到的地方，因此检测受污染的农作物对于将农药暴露保持在供人类食用的安全水平至关重要。研究人员测试了两种常见杀虫剂——多菌灵和百草枯，前者是一种抗真菌剂，经常喷洒在巴西的橙子等柑橘类作物上。后者是一种喷洒在农田上的除草剂，以快速清除杂草或非法大麻种植。多菌灵会影响男性生殖器官，而百草枯在吸入或摄入时对人类有毒，因为它比草甘膦（一种常见的住宅杀草剂）强数十倍。研究团队对该设备开展了实验室测试，他们首先将含有多菌灵和百草枯的溶液喷洒在生菜和番茄上，随后将传感器与生菜和番茄直接相连，结果其检测水平与最常用的传感器相连，结果其检测水平与最常用的传感器相当。他们还将蔬菜浸泡在一升水中两小时后检测，结果表明，生菜中多菌灵和百草枯的去除率分别为40%和60%，番茄中这两种农药的去除率均为64%，清洗和浸泡显然不足以去除农药残留。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1416545.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1416545.htm

新研发的汗液传感器无需借助针头或锻炼即可获取身体健康数据

新研发的汗液传感器无需借助针头或锻炼即可获取身体健康数据首先，目前已经有多种皮肤贴片可以检测佩戴者汗液中的生物标记化学物质。这些化学物质在汗液中的浓度与血液中的浓度相关。虽然这些贴片确实可以无痛替代针刺采血，但它们要求患者在跑步机上跑步或进行其他类型的剧烈运动，从而出一身汗。这些活动通常必须在诊所进行，而且并不是每个人都能进行这些活动，例如婴儿和行动不便的人。一种替代方法是使用背带式装置，通过温和的电流刺激汗腺排汗。不过，这些装置往往相对庞大、复杂和昂贵，而且必须由训练有素的人员在临床环境中使用和操作。据称，这种新型可穿戴设备结合了这两种系统的优点，而没有缺点。它由韩国科学技术院（KIST）和伊利诺伊州西北大学的科学家共同开发。这种独立的设备是一个小巧灵活的矩形贴片，贴在病人的皮肤上。它包含电池、两个电极、集成电路、微流体通道和比色传感器等组件。在其粘合剂的底部有两部分水凝胶，其中含有一种名为皮洛卡平（pilocarpine）的药物。通电后，贴片的电极会向水凝胶输送微弱的电流。这将触发凝胶中的皮洛卡品刺激邻近皮肤的汗腺，使其释放汗液。汗液通过毛细管作用流经微流控通道，最后进入比色传感器顶部的小储液器中。如果汗液中含有特定的生物标志物，传感器就会变色。贴片上的窥视孔允许患者在自己家中贴上贴片并进行正常活动后，自己查看传感器。在对该技术的测试中，一批贴片被贴在了已经被诊断出患有囊性纤维化的婴儿身上。结果发现，这种设备能检测出氯化物水平的升高，而氯化物是该疾病的一个可靠指标，准确率超过98%。这一数字与传统的医院汗液分析系统对相同婴儿的检测准确率相当。事实证明，这种贴片还能准确检测出汗中明显的锌和铁浓度，而锌和铁是已知的囊性纤维化相关营养不良的生物标志物。"我们不仅解决了现有诱导出汗方法的局限性，还在临床研究中取得了成功，使我们离商业化更近了一步，"与KIST的KimJoohee博士共同领导这项研究的西北大学JohnA.Rogers教授说。"我们计划在未来开展大规模临床研究和商业化，包括成人临床研究和商业化"。有关这项研究的论文最近发表在《生物传感器与生物电子学》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1432688.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1432688.htm