加州理工学院研发出可穿戴汗液传感器

酪氨酸是一种重要的氨基酸，是人体代谢、肝脏疾病和神经系统疾病的重要标志。监测酪氨酸含量具有重要的医学价值和现实意义。最近，美国加州理工学院医学工程系高伟的研究小组开发了一种可穿戴式汗液传感器，通过修改电极等方法，可以有效检测各种汗液中的生物标志物，为建立全面的健康管理辅助系统提供了新思路。相关研究成果发表在《自然-生物技术》杂志上。

酪氨酸含量的降低可能导致甲状腺功能下降、代谢缓慢、低血压、慢性疲劳等问题。目前，离子选择性传感器或酶电极通常在临床上用于监测以酪氨酸为代表的电解质和代谢物。然而，成熟的离子选择电极和酶电极是有限的，大多数传感器只能有效地检测几种特定的电解质或代谢物。

该论文的通讯作者、加州理工学院医学工程系助理教授高伟在接受《中国科学报》采访时表示，研究人员希望研制一种低成本、高可靠性的智能传感平台，与柔性电路模块配合实现汗液采集、传感测试、信号处理、无线传输等功能。在人类运动中。

汗液挥发快，容易被污染。如何有效收集和准确检测汗液是研究者面临的一大难题。因此，寻找一种实用、稳定、低成本、简单的工艺方法是关键。

高伟介绍，汗液的有效收集和及时更新需要微流体结构的帮助。然而，目前微流控结构大多采用光刻等复杂工艺进行加工，成本低，效率低，不利于大规模制备。

这时，缪斯敲了敲研究小组的门。经过大量研究，研究者发现CO2激光加工有不同的工作模式。在矢量模式中，诱导的石墨烯具有多孔结构，并且能够响应外部应变。作为一种压阻传感器，它可以监测人体呼吸和心跳等生理信号。

在尝试了不同的激光加工参数后，研究人员实现了微通道结构的设计，研制出了灵敏度高、稳定性好的电化学传感器，可以实现对各种物质的有效检测。

高伟说，对于年龄较大或锻炼能力较弱的人来说，通过锻炼出汗可能会增加负担并导致身体不适。因此，通过对出汗进行无痛电刺激来辅助传感贴片，可以使患者在家中实现无创性连续酪氨酸检测，为实时定制医疗健康大数据提供可能。

谈到下一步的研究计划，研究人员认为，目前，汗液和血液等体液与生物标志物之间的相关性需要进一步探索和验证。汗液要准确、稳定、可靠地反映人体生理指标，作为疾病诊断的依据，还有很长的路要走。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41587-019-0321-x