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《科学》:无创、便捷、连续监测,汗液或许是帮助我们了解自身健康状况的最好载体

来源:奇点糕 2023-03-07 16:49

柔软灵活的微流体系统能够与皮肤紧密贴合,在汗液分泌时直接收集,“当场”进行分析检测。比色剂和荧光指示剂等化学测定能够定量分析葡萄糖、乳酸、肌酐、氨、尿素、氯化物、钠、锌、贴、钙、维生素C、pH、黄嘌呤

近些年液体活检可谓是非常的热门,脑脊液、胸水、血液、腹水等体液中包含着非常丰富的“信息”,可以提示疾病的发生。

 

其实生活中更常见的一种体液——汗液,同样能够用来评估健康状况,而且采集汗液可以做到真正的无创和连续监测,在便捷性上可谓无出其右。

 

近期,《科学》杂志上刊登了一篇有关汗液作为生物诊断材料的小短文,奇点糕觉得非常有趣,这里和大家分享一二。

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所谓汗液,就是哺乳动物皮肤中汗腺产生的液体了。其实人类有两种汗腺,一种是内分泌腺,分布在身体的大部分位置,在体温过高的时候分泌水状、微咸的汗;另一种是顶泌汗腺,它仅分布在腋窝和会阴等位置,产生的是无味、油状、不透明的分泌物,异味其实是细菌分解的产物。

 

人类是哺乳动物中的出汗王者,成人最大出汗量能够达到每小时2-4升,运动时老感觉自己像刚从水里捞出来并不夸张。

 

汗液能传递的信息相当丰富,皮肤分泌汗液的速度和汗量能够反映健康信息,汗液中包含的数百种化学成分,包括电解质、代谢物、激素、蛋白质、药物、营养素、有机污染物和重金属毒素等,更是值得研究的数据集。

 

传统方法使用吸收垫或管收集汗液,然后使用台式仪器分析,出汗动力学和内含物的定量测量能够为生理健康、心理压力、营养平衡和异物暴露等提供有效信息,比如通过测定汗液中的氯化物浓度诊断囊性纤维化(CF)、通过痕量分析筛查禁用药物、监测运动中谁和电解质损失等等。

 

当然,这种方法对专业设备和人员都是有一定要求的,而可穿戴设备和微流体贴片的结合给出了一些更加简单又便宜的解答。

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微流体贴片的基本原理

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实物案例

柔软灵活的微流体系统能够与皮肤紧密贴合,在汗液分泌时直接收集,“当场”进行分析检测。比色剂和荧光指示剂等化学测定能够定量分析葡萄糖、乳酸、肌酐、氨、尿素、氯化物、钠、锌、贴、钙、维生素C、pH、黄嘌呤、酮和酒精等物质。

 

电化学方法还能检测尼古丁、咖啡因、左旋多巴等药物成分,它有连续监测的优势,不过一方面这更贵,另一方面电源和数据通信需求也带来额外的设备损耗。

 

另外要注意的是,检测汗液的前提是要有汗,所以在对象为婴幼儿、老年人等特殊群体的情况下,可能会加装能够诱导出汗的系统或者是更方便捕获少量汗液的微流体系统。

基于可穿戴技术的CF筛查已经可以达到临床级精度,而且贴纸价格(约10美元)相较传统测试(约250美元)便宜得多。更多的潜在临床应用包括检测痛风和肾脏疾病患者汗液中的尿素、检测皮质醇、追踪细胞因子以评估免疫反应、指导神经系统疾病用药(例如治疗帕金森病的左旋多巴)等等。

 

对于普通消费者来说,汗液也能用来分析运动表现,指导运动中的补液。类似原理也可以用来监测急救人员和体力劳动者的热衰竭和脱水迹象。

 

我们目前对汗液的了解仍旧属于“知之甚少”,未来搞清楚更多汗液的秘密,例如汗化学与血液化学之间的关系,它一定能够成为更有力的健康风向标。

 

参考资料:

[1]https://www.science.org/doi/10.1126/science.abq5916

[2]https://en.wikipedia.org/wiki/Perspiration

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