JMT日本医疗——开发可实时测量汗中离子浓度的可穿戴设备②

点击量：155   日期：2023-07-11 14:19    编辑：JMT日本医疗

测试健康男性运动30分钟后的出汗量、血液离子浓度和唾液渗透压

在研究过程中，首先进行了各离子（Cl-、Na+、K+、NH4+）传感器的制备。在碳电极上形成离子交换膜，在Ag/AgCl电极上形成参照电极膜，然后通过层叠各部件来制备目的离子传感器。然后，利用热转印印刷技术，在布料上安装制作好的各离子传感器。

接着，利用人工汗评估了离子传感器对各离子浓度的响应性。对离子浓度的对数绘制电动势，在Cl-的离子传感器中形成负斜率的直线，在Na+、K+、NH4+的离子传感器中形成正斜率的直线，表示满足nelunst公式的响应。直线斜率为Cl-数据59.5 mV/log CCl-，Na+数据+56 mV/log CNa+， K+数据+53.1 mV/log CK+， NH4+数据+56.1 mV/logCNH4+表明，也可以用于实际的人的汗水。另外，无论哪种离子传感器都不会受到其他成分的干扰或pH值的影响，可以检测出与各离子浓度相应的电位变化。

此外，将制作好的Cl-离子传感器安装在人体上，确认实际行为。针对健康男性骑30分钟健身车时的出汗量、血中离子浓度、唾液渗透压（脱水度指标），使用市场上销售的传感器和此次开发的传感器并用，每隔5分钟测量一次。在离子传感器的检测部分安装了高吸水性纤维，采用了能够连续去除附着的旧汗的机构。

确认开发的Cl-离子传感器的响应完全可以用作脱水度的指标

实验结果表明，运动开始后Cl-离子传感器的电位逐渐下降，运动结束后电位上升。由此可见，汗中的Cl-离子浓度随着运动时间和负荷的增加而增加，运动后则减少。研究还发现，测量的所有参数都与cl浓度相关，尤其与脱水程度的指标唾液渗透压相关。因此，该研究发现开发的Cl-离子传感器的响应完全可以用作脱水度的指标。

运动的记录和管理，有助于早期发现脱水和中暑

此次开发的离子传感器不受其他成分的影响，能够精确地测量各离子浓度。而且体积小，可以热转印在衣服上，使用时不会直接接触皮肤。因此，没有佩戴时的压迫感和皮肤的溃疡，可以长时间舒适地使用。如果进一步发展该研究成果，将其与t恤衫、腕带、鞋垫等结合，将有望实现实时监测健康状态的各种产品。

主导研究的四反田准教授说：“通过对人的汗水中所含的各离子浓度进行监测，不仅可以应用于运动管理和记录，还可以早期检测脱水症状。此外，还有望对劳动环境下的中暑早期发现等方面有所帮助。”

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