可穿戴式傳感器使用汗液檢測血液中的酒精含量

據麥姆斯咨詢報道，最新研究證明，汗液中的酒精含量與血液中的酒精含量具有相關性。來自美國的研究人員開發出一款可穿戴裝置，該裝置能夠激發人體產生汗液，然后每25秒測量一次汗液中的乙醇濃度。該系統可用于追蹤重要分析物，如激素或藥物，以告知用戶藥物如何在體內實時代謝。

來自美國辛辛那提大學（University of Cincinnati）的Jason Heikenfeld及其同事為人類受試者提供了一種酒精飲料，并使用他們開發的新型無創微流體傳感貼片測量受試者前臂汗液中的乙醇水平。該結果模擬了使用商用酒精測定計測量血液酒精含量，不出所料具有時間滯后性。Heikenfeld評論道，“這是全球首次利用簡單的可穿戴式貼片裝置，很好地關聯了血液和汗液中的酒精含量數據。”

許多汗液感應裝置依賴于運動中產生的汗液，不適用于連續監測汗液中的物質。Heikenfeld發明的裝置可以輕松應用于受試者的皮膚，使用一種稱之為離子電滲療法的技術按需刺激汗液。該技術用微小的電流驅使一種化學物質（在這種情況下是卡巴膽堿）進入皮膚，導致局部出汗。穩定狀態下的汗液生成結果，可持續數小時或數天，允許研究人員進行持續測量。

商用乙醇傳感器對汗液進行分析時，測量傳感器電極上的醇氧化酶代謝乙醇時生成的過氧化氫。

然而，由于提供的樣本量只有納升，用傳感器分析汗液就變得尤為困難。研究人員使用了一種“六角芯（hex-wick）”材料克服了上述挑戰，該材料可以吸收汗液并快速將其傳輸給傳感器，從而減少汗液在皮膚表面的時間，防止受到污染。

來自美國東南密蘇里州立大學（Southeast Missouri State University）的David Cunningham在制藥、診斷和醫療器械（包括可穿戴式生物傳感器）開發方面擁有超過25年的經驗，他表示“各個組件的最優整合，汗液刺激，利用微流體技術將汗液從皮膚轉移到裝置和酶電極。”都給人留下了深刻的印象。

該裝置的目標，亦是挑戰，是以無創的方式持續追蹤血液中的分子信息。該裝置實現了汗液和血液中乙醇含量的關聯性，因為乙醇分子很小且具有脂溶性，因此可以輕松通過體內細胞膜，導致汗液和血液中的乙醇比例達到1:1。Heikenfeld補充道，“乙醇作為很好的驗證工具理應擁有更多用途，如測量類固醇激素，包括皮質醇、睪酮和雌激素，也可用于連續測量小而親脂的循環藥物。”

都柏林城市大學（Dublin City University）國家傳感器研究中心主任Dermot Diamond表示，“我從未低估這種從原理驗證到具備完整功能可穿戴式可靠裝置所面臨的挑戰。實際上將其帶到下一發展水平階段是最為重大的挑戰。”盡管存在挑戰，但是他也肯定了這是一個重要的研究領域，“該研究會從全球范圍內吸引到一些最大行業領域的興趣，如制藥、醫療器械和大型信息與通信技術（ICT）公司，從而形成更大的市場。”