北卡罗来纳州立大学的研究人员已经构建了一个基于纸张的设备作为可穿戴设备的模型,可以收集、运输和分析下一代可穿戴技术中的汗液。该装置采用一种称为毛细管作用的过程,类似于植物中的水输送,利用蒸发将模仿人体汗液特征的液体吸到传感器上,时间长达10天或更长。他们在AIP出版的《生物微流》杂志上讨论了他们的工作。
这项工作是由Orlin Velev和Michael Dickey合作完成的,他们为研究生Timothy Shay和Tamoghna Saha的研究提供建议,是美国国家科学基金会先进的集成传感器和技术自供电系统中心的一部分。我们的目标是利用纸张的特性为更廉价、更长期的设备指明前进的方向。
对于任何分析汗液的设备来说,一个核心问题是汗液中含有盐,在蒸发后,盐会沉积在设备上,干扰流体流动。该团队的设备将沉积的盐晶体紧密地包裹在一起,这样不仅可以延长使用时间,还可以研究汗液中化学物质出现的时间。
维列夫说:“我们预计模型中的汗液的流动将被干燥垫内部的盐层的沉积所抑制。”“通过跟踪模型中的汗液流动,我们发现,相当令人惊讶的是,这样一个简单的纸结构可以实现持续的汗液泵出和处理很长时间。”
纸质微流体装置也可以用作可穿戴的贴片,以评估某些疾病的病程或患者对药物方案的坚持情况。
迪基说:“长期渗透在病人汗液中的生物标记物或药物代谢物将被记录在纸垫上,并以时间戳的方式保存下来,以供以后分析,类似于保存树木生长记录的树木年轮。”
该设备由液体穿透纸张驱动,不需要外接电源。它的低成本也使资源不足、难以获得这种检测的患者群体使用廉价的医学检测。这样的皮肤修补试验可以消除取血样的需要。
该团队已经开始了一系列人体试验,以探索该技术如何提供更长期的生物标志物分析,杏耀注册他们希望在大流行安全措施可行时恢复试验。