據(jù)麥姆斯咨詢(xún)報(bào)道,最新研究證明,汗液中的酒精含量與血液中的酒精含量具有相關(guān)性。來(lái)自美國(guó)的研究人員開(kāi)發(fā)出一款可穿戴裝置,該裝置能夠激發(fā)人體產(chǎn)生汗液,然后每25秒測(cè)量一次汗液中的乙醇濃度。該系統(tǒng)可用于追蹤重要分析物,如激素或藥物,以告知用戶(hù)藥物如何在體內(nèi)實(shí)時(shí)代謝。
來(lái)自美國(guó)辛辛那提大學(xué)(University of Cincinnati)的Jason Heikenfeld及其同事為人類(lèi)受試者提供了一種酒精飲料,并使用他們開(kāi)發(fā)的新型無(wú)創(chuàng)微流體傳感貼片測(cè)量受試者前臂汗液中的乙醇水平。該結(jié)果模擬了使用商用酒精測(cè)定計(jì)測(cè)量血液酒精含量,不出所料具有時(shí)間滯后性。Heikenfeld評(píng)論道,“這是全球首次利用簡(jiǎn)單的可穿戴式貼片裝置,很好地關(guān)聯(lián)了血液和汗液中的酒精含量數(shù)據(jù)。”
上圖顯示了在測(cè)試對(duì)象皮膚上組裝的裝置正面圖,下圖顯示了完成體內(nèi)試驗(yàn)后的裝置背面圖
許多汗液感應(yīng)裝置依賴(lài)于運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的汗液,不適用于連續(xù)監(jiān)測(cè)汗液中的物質(zhì)。Heikenfeld發(fā)明的裝置可以輕松應(yīng)用于受試者的皮膚,使用一種稱(chēng)之為離子電滲療法的技術(shù)按需刺激汗液。該技術(shù)用微小的電流驅(qū)使一種化學(xué)物質(zhì)(在這種情況下是卡巴膽堿)進(jìn)入皮膚,導(dǎo)致局部出汗。穩(wěn)定狀態(tài)下的汗液生成結(jié)果,可持續(xù)數(shù)小時(shí)或數(shù)天,允許研究人員進(jìn)行持續(xù)測(cè)量。
商用乙醇傳感器對(duì)汗液進(jìn)行分析時(shí),測(cè)量傳感器電極上的醇氧化酶代謝乙醇時(shí)生成的過(guò)氧化氫。
然而,由于提供的樣本量只有納升,用傳感器分析汗液就變得尤為困難。研究人員使用了一種“六角芯(hex-wick)”材料克服了上述挑戰(zhàn),該材料可以吸收汗液并快速將其傳輸給傳感器,從而減少汗液在皮膚表面的時(shí)間,防止受到污染。
來(lái)自美國(guó)東南密蘇里州立大學(xué)(Southeast Missouri State University)的David Cunningham在制藥、診斷和醫(yī)療器械(包括可穿戴式生物傳感器)開(kāi)發(fā)方面擁有超過(guò)25年的經(jīng)驗(yàn),他表示“各個(gè)組件的最優(yōu)整合,汗液刺激,利用微流體技術(shù)將汗液從皮膚轉(zhuǎn)移到裝置和酶電極。”都給人留下了深刻的印象。
該裝置的目標(biāo),亦是挑戰(zhàn),是以無(wú)創(chuàng)的方式持續(xù)追蹤血液中的分子信息。該裝置實(shí)現(xiàn)了汗液和血液中乙醇含量的關(guān)聯(lián)性,因?yàn)橐掖挤肿雍苄∏揖哂兄苄裕虼丝梢暂p松通過(guò)體內(nèi)細(xì)胞膜,導(dǎo)致汗液和血液中的乙醇比例達(dá)到1:1。Heikenfeld補(bǔ)充道,“乙醇作為很好的驗(yàn)證工具理應(yīng)擁有更多用途,如測(cè)量類(lèi)固醇激素,包括皮質(zhì)醇、睪酮和雌激素,也可用于連續(xù)測(cè)量小而親脂的循環(huán)藥物。”
都柏林城市大學(xué)(Dublin City University)國(guó)家傳感器研究中心主任Dermot Diamond表示,“我從未低估這種從原理驗(yàn)證到具備完整功能可穿戴式可靠裝置所面臨的挑戰(zhàn)。實(shí)際上將其帶到下一發(fā)展水平階段是最為重大的挑戰(zhàn)。”盡管存在挑戰(zhàn),但是他也肯定了這是一個(gè)重要的研究領(lǐng)域,“該研究會(huì)從全球范圍內(nèi)吸引到一些最大行業(yè)領(lǐng)域的興趣,如制藥、醫(yī)療器械和大型信息與通信技術(shù)(ICT)公司,從而形成更大的市場(chǎng)。”
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