JMT日本医疗——开发可实时测量汗中离子浓度的可穿戴设备①

点击量：171   日期：2023-07-11 14:17    编辑：JMT日本医疗

应用热转印印刷，开发出可持续量化汗中的离子的可穿戴设备

东京理科大学7月6日成功开发出可实时测量汗中离子浓度的小型离子传感器，将该离子传感器通过热转印印刷安装在衣服上，可作为非侵入性的可穿戴设备使用。研究由该大学创域理工学部尖端化学系的四反田功准教授、工学部机械工学系的元祐昌广教授、药学部药学科的铃木立纪准教授、教养教育研究院野田校园教养部的柳田信也教授、向本敬洋准教授等人共同进行。研究成果在线发表在《ACS Sensors》上。

佩戴在身上，可以测量心率、呼吸频率、体温、血压、血糖值等的可穿戴设备，与血液检测等相比，对身体的负荷较小，在日常生活和运动中可以很容易地监测各项参数。特别是汗液、唾液、眼泪等人的体液中含有很多与健康和身体状态相关的参数，通过监测这些参数，可以在不增加身体负荷的情况下实时掌握健康和状态的变化。

氯化物离子（Cl-）是人的汗液中最多的电解质，通过测定浓度可以掌握体内的电解质平衡，同时还可以诊断和预防低钠血症和中暑。为了实现这一点，有必要对汗水中的Cl-进行稳定且连续的定量化。因此，人们开始探索对皮肤刺激小、重量轻的可穿戴设备，到目前为止已经开发出了各种类型的可穿戴设备。

其中的代表之一就是以纹身贴纸为基材的可穿戴式传感器。但是，这种方法的问题是汗水带来的不适感。另一方面，也有将传感器直接在纤维基材上成形的方法，但由于纤维表面有凹凸不平，直接打印电极不能充分吸收墨水，阻力也大，因此存在器件精度降低的问题。

因此，研究小组这次使用了热转印印刷的方法。热转印印刷是在平滑的基板上制作传感器，然后将传感器放在纤维上施加热和压力，从而进行转印的方法。因此，在粗布或纸上也能成形高精度传感器。

研究小组过去开发了通过检测汗水中的乳酸来发电的生物燃料电池和生物传感器。此次，研究人员充分利用了这些知识和经验，以开发可将汗中的离子持续定量化的可穿戴设备为目的进行了研究。该研究主要集中在Cl-的离子传感器上，同时也开发了Na+、K+、NH4+的离子传感器。

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