人体汗液的化学成分可以告诉我们很多关于我们健康的信息,但收集它进行分析可能很棘手。目前佩戴在皮肤上的设备一次填充一个水库,但不能反映我们在进行不同活动时出汗率在一天中的变化情况。

更好的汗液收集方法可以改善生物标志物分析

我们身体的昼夜节律周期也使得了解样本的采集时间变得很重要。例如,皮质醇是一种可以测量压力水平的生物标志物,但皮质醇水平在早上较高,下午较低。

宾厄姆顿大学的研究人员开发了一种更好的在特定时间段收集数据的方法,可以更准确地了解一个人的出汗情况。

在最近发表在《传感器和执行器》杂志上的一篇文章中,题为“用于编程时间控制汗水收集的双阀皮肤界面微流体装置”,博士。托马斯·J·沃森工程与应用科学学院生物医学工程系的候选人JiHyunYang和AhyeonKoh副教授解释了他们的新设计是如何工作的。

“在我们的研究之前,其他人设计了可以按时间顺序收集汗液的微流体装置——它们首先填充第一个室,然后填充第二个室,依此类推,”Koh说。“这类设计的问题在于,科学家们假设存在连续流动,但我们并没有像这样出汗。有时我们会出汗,有时则不会。”

Koh和Yang的设备将像贴片一样附着在皮肤上,并允许用户在早上戴上它,以便全天收集汗水。马萨诸塞大学阿默斯特分校的合作者(硕士生UchechukwuDavid和助理教授YeonSikNoh)设计的电子设备被连接到水库中,以跟踪所需的持续时间。

杨说,一个关键问题是找到在指定时间关闭通道的最佳机制:“我读了很多文章,发现这些可膨胀微球在受热时会膨胀,而且是不可逆的,因此不会收缩。……我认为这对于我们的目的来说是完美的——我们只需关闭阀门然后就可以忘记它。”

Koh希望改善汗液收集可以更好地了解与肿瘤坏死因子α(TNF-a)和白细胞介素6(IL-6)等炎症状况或皮质醇和儿茶酚胺等应激反应相关的关键生物标志物。

Koh说:“我们希望能够进行全面筛查,了解某人汗液中的成分,这样我们就可以识别出更好的生物标志物,可以用作血液生物标志物的替代品。”“这是我的下一个挑战。”

杨补充道,“也许你可以集成其他功能,如流量传感器和其他复杂的微流体技术,如化学传感器,这样你就可以只测量设备上的汗液特性,而不是收集它以供稍后分析。”