[Sci. Adv.] 基于手套的传感器用于自然汗液多模式监测
各种汗液传感器被发展监测运动和健康监测表明身体的生理状态。这些平台的共同点是需要通过运动、离子电渗疗法/化学刺激或热处理进行主动出汗刺激。自然体温调节出汗是一种更有前途的无创和方便的生物标志物获取方法。
加州大学电气工程与计算机科学学院Ali Javey教授课题组提出了基于手套的传感器分析久坐或日常活动期间手和手指上自然分泌的汗液。以最小的蒸发量积聚自然汗液，利用高汗腺密度在短短30分钟内收集数百微升汗液。相关工作以“Glove-based sensors for multimodal monitoring of natural sweat”为题发表在Science Advances上。
图1. 用于自然汗液分析的基于手套的分析：（A）基于手套的传感器，包括功能化手套和检测设备，允许在久坐和日常活动期间进行自然汗液分析，无需主动汗液刺激；（B）电化学传感器可以制造在不同的手套位置。手套的丁腈材料至关重要，可防止汗液快速积聚；（C）丁腈胶可以功能化以针对富含汗腺的指尖提供紧凑的外形；（D）在丁腈手套上功能化的锌、乙醇、pH和氯传感器的传感层和测量方案的横截面示意图以及维生素C传感器。
研究人员将传感器可以直接功能化到丁腈手套和指套的内表面，并将它们功能化为汗液酒精、锌、氯化物、pH值和选择性地获取维生素C的电化学传感器。进一步验证了这些平台对身体磨损应变的机械稳健性，证明它们可应用于自然汗液的监测。通过利用熟悉且易于佩戴的外形因素，基于手套的分析优先考虑用户的舒适性和便利性，为在实际应用中制作汗液感应例程提供了一条有前途的途径。
图2. 不同身体部位的汗腺密度比较：（A）汗腺在手指、手掌、手背、手腕和前臂上用溴酚蓝成像。额头和颈部的汗腺通过印在碘片上来成像。蓝色方块表示采样密度的位置。汗腺图像共享相同的比例；（B）汗腺密度是通过对来自（A）的图像中五个受试者的身体部位的腺体进行计数来发现的。
图3. 基于手套的传感器的电化学特性：（A）金电极在手套内表面蒸发，并用传感层功能化，以针对汗液中的锌、乙醇、pH值和氯离子。显示了（B）乙醇、（C）Zn、（D）pH和（E）氯化物在不同分析物浓度的缓冲溶液中的校准曲线；（F）指套内部的三电极系统，由蒸发金组成，用传感材料功能化以检测维生素C；（G）缓冲溶液中维生素C传感器的校准曲线。
图4. 自然汗液分析物动力学的全身多手套研究：（A）受试者通过饮酒将酒精引入体内，随后使用基于手套的传感平台研究自然汗液中酒精的排泄；（B）时间0表示酒精消耗何时完成：（i）酒精摄入量与时间的关系；（ii）用呼气测醉器测量的BAC；（iii）使用10只手套在6小时内跟踪天然汗液酒精浓度，每只手套提供佩戴30分钟时间段内的平均酒精浓度测量值。每只手套的测量值在30分钟间隔结束时由一个红点表示；（C）受试者每天消耗1000毫克溶解在水中的维生素C，持续5天，并使用功能化的手指套跟踪自然汗液中产生的维生素C；（D）天然汗液维生素C浓度用红点绘制（每个红点代表一个手指套30分钟累积的汗水的测量值）超过5天。每日峰值行为证明了体内异生物质典型的竞争吸附和代谢机制。蓝色虚线表示维生素C摄入的时间。
总体而言，该传感器被认为是在休息和日常活动期间收集和分析自然汗液的有效平台，并且是相对舒适、廉价的替代品，可替代与传统的基于医院的人体健康和生理状态监测相关的昂贵和侵入性测试。
参考文献：
Mallika Bariya, Lu Li, Rahul Ghattamaneni, Christine Heera Ahn, Hnin Yin Yin Nyein, Li-Chia Tai, Ali Javey, Glove-basedsensors for multimodal monitoring of natural sweat, Sci. Adv. 2021, https://advances.sciencemag.org/content/6/35/eabb8308.