可穿戴微流控传感器可解决气泡干扰问题

日本东京理科大学（Tokyo University of Science）研究人员在可穿戴微流控系统方面的创新，使得可穿戴传感器可以对汗液中的生物标志物进行连续精确测量。

据麦姆斯咨询介绍，可穿戴传感器通过提供以前难以获取的实时数据，在体育运动、生物医学、护理保健等许多领域的深度应用方面显示出巨大潜力。在众多可穿戴器件中，可监测汗液中生物标志物的传感器因其非侵入性和连续监测功能而备受关注。此类传感器旨在分析汗液的化学成分，其中包含与个人生理状态和整体健康相关的重要信息。

可穿戴汗液传感器件扩大了健康监测的范围，并在研究和预防性医疗保健方面开辟了令人兴奋的新途径。目前，研究人员正在探索汗液中的新型生物标志物，希望利用这些生物标志物可以发现与人体某些疾病及整体健康状况相关的早期迹象，这将会在疾病检测和管理方面带来突破。此外，这类可穿戴器件的易用性和小巧的特性使其特别适合服务可及性差及无法定期体检的偏远地区的人群。

可穿戴乳酸传感器测试及试验数据

可穿戴汗液传感器的潜在应用还扩展到个性化健康和生活方式管理领域。随着人们对健康的重视程度的提高，他们日益关注优化日常生活方式，而可穿戴汗液传感器就可以提供更有价值的见解，明确不同的生活方式对人体生理状态的影响。通过可穿戴汗液传感器监测与压力相关的皮质醇水平或指示水合状态的生物标志物等，用户可以对自身的运动习惯、饮食和整体自我保健做出更优的决策。

但在这些应用普及之前，仍有一些问题需要解决。其中，研究人员正在努力解决的一个问题是，此类传感器中的微流控通道往往会捕获汗液中的气泡，这会干扰传感器的测量精度。幸运的是，东京理科大学研究团队近期提出了解决该问题的一种方案。

免受气泡干扰的新型微流控系统

该研究团队在试验中使用的器件的核心是可穿戴乳酸传感器。该传感器集成了传统的乳酸氧化酶（LOD）电极和硅树脂聚合物的微流控系统，通过双面胶带固定在佩戴者身上。汗液在流经该微流控系统的入口和出口的过程中与电极接触，然后无线发射器将传感器采集到的测量数据发送到临近的接收器。

这项研究中的创新部分看似简单，但事实证明却非常有效。研究人员延长了微流控通道中储液槽的长度，以捕获进入器件的所有气泡。这反过来又使汗液与电极保持接触，从而防止实时测量的中断。

该研究团队验证了这一创新型设计，在两个小时试验内，他们测量了流入可穿戴传感器的人工汗液中的乳酸水平。整个试验过程中，研究人员向系统中注入气泡以观察效果。结果表明，可穿戴传感器在此期间显示出稳定的乳酸测量值，并且不受气泡或人工汗液流速的影响。

微流控通道的设计图示

另一项测试试验中，一名志愿者戴着可穿戴乳酸传感器骑了一个小时的固定自行车。结果表明，该可穿戴乳酸传感器采集的测量值与金标准血液测试获得的测量值持续匹配。

这或许是对现有技术的一个相对较小的改动，但结果却令人惊叹。使用这项创新技术时，困扰可穿戴汗液传感器的问题将不复存在。这将是运动员和患有某些疾病的人群的福音。

审核编辑：刘清