作者:温才妃 朱琳 来源:中国科学报 发布时间:2023/6/15 15:03:17
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监测汗液,“电子帽”让运动更安全

 

随时随地在线监测汗液电解质浓度,可穿戴电子监测运动帽即将投入应用。近日,南京工业大学柔性电子(未来技术)学院副教授吴琼指导该校博士生姬文辉、硕士生杨雅和硕士生裴思莹等完成的项目“全印刷式可穿戴汗液传感系统用于运动效能监测:电子帽”获“第四届江苏省大学生生物医学工程创新设计竞赛”特等奖。

该项目以“无创汗液监测+无线传感+智慧健康”为概念,通过“蜡+丝网”方法制备了用于监测汗液中电解质代谢的“电子帽”,初步实现了高稳定性和高性能的可穿戴器件在个性化医疗领域的应用。

运动过程中因钠离子和钾离子变化引起的眩晕、心悸和中暑等紧急情况,一般需要到医院做血检,费时费力,且时刻存在生命危险,可穿戴汗液离子电化学生物传感器因其在非侵入性、动态和连续实时监测人体各项指标方面表现出强大的性能而受到广泛关注,生物样本的实时监测对于医疗保健至关重要。

“传统的检测方法有几个缺点,如侵入性/微创检测、高成本、耗时分析以及对样本污染的敏感性等,这限制了它们的广泛应用,探寻一种经济高效、性能稳定、能够快速大规模制造的基于微流体装置和柔性电极的可穿戴电化学传感器十分迫切。”吴琼介绍,团队使用“蜡+丝网”打印技术制备传感器组件,构建了一种可以用于运动期间进行实时身体监测的“乐高积木”型汗液传感器,“我们将高性能柔性电极阵列、可折叠的3D微流控检测通道、无线电路板和运动帽紧密结合,实现了对汗液多组分电解质的原位、实时和连续分析及脱水预警。” 

“‘电子帽’可以动态原位实时监测运动过程中汗液的钠离子和钾离子浓度变化,并将信号传递到可连接蓝牙的电子设备上,为使用者补充电解质和水等提供参考。”姬文辉介绍,因传感器组件数、形状可控,该穿戴设备柔软、便携、透气,目前已经与相关企业进行产业成果转化。

 
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