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超疏水生物傳感器可克服汗液差異讀取身體的隱性信號

超疏水生物傳感器可克服汗液差異讀取身體的隱性信號

2023-05-02 Comments 0 Comment

汗液含有生物標誌物,可以幫助醫生進行健康診斷。可穿戴傳感器可用於監測一個人的出汗率,並提供有關皮膚、神經系統活動和潛在健康狀況的信息。但並非所有的汗水都是一樣的,有些汗水無法用目前的傳感器測量。一種新開發的超疏水生物傳感器可以作為一種診斷工具來檢測這種類型的汗液。

Superhydrophobic-Biosensor-Measures-Sweat-Vapors.webp

該傳感器由Huanyu”Larry”Cheng, James L. Henderson, Jr. 紀念工程科學和力學副教授Huanyu”Larry”Cheng開發的傳感器,他們共同在ACS Nano雜誌上發表了一篇論文。

感性或液體汗液是人可以感知的汗液,例如在高強度運動期間。可穿戴傳感器可以對這種類型的汗液進行連續的、非侵入性的追踪。不可知的,或蒸汽的汗液則不同。它只是皮膚中的水分流失,在低強度運動或休息時以更小的速度分泌,測量它很困難。

Cheng說:”監測無知覺的汗液對於評估皮膚健康和疾病狀況,如濕疹和傷口癒合,以及潛在的健康狀態,如疼痛或焦慮,具有很高的價值。檢測汗液速率和損失的皮膚界面設備目前僅限於與可感汗液一起工作,不適合於蒸汽狀態下的不可感汗液。”

Superabsorbent-Hydrogel-Composite-Sensor.webp

多孔基質上的超吸收水凝膠複合材料被夾在兩個超疏水紡織層之間,以允許汗液蒸汽的滲透,同時防止傳感器受到感性汗液的外部水滴的影響。資料來源:賓州州立大學提供

Cheng開發了一個超疏水汗液傳感器的原型,用於測量不敏感汗液的水汽。這種材料–夾在兩個超疏水紡織層之間的多孔基質上的超吸水凝膠複合材料–允許汗液蒸汽的滲透,同時防止傳感器受到外部可感汗液水滴的影響。該傳感器可以與一個靈活的無線通信和供電模塊集成,持續監測不同身體位置的出汗率。

在人體上進行的概念驗證展示了連續評估人體體溫調節和皮膚屏障功能的可行性。這實現了對熱舒適度、疾病狀況和神經系統活動的評估,並提供了一個低成本的設備平台,以檢測汗液中其他與健康有關的生物標誌物,從而發展出智能醫療和個性化醫療的下一代汗液傳感器。

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