美國加州理工學(xué)院醫(yī)學(xué)工程助理教授高偉領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)，開發(fā)了一種可大規(guī)模生產(chǎn)的可穿戴傳感器，通過分析人體的汗液，可以監(jiān)測人體血液中的代謝物和營養(yǎng)素，以發(fā)現(xiàn)可能表示痛風(fēng)的代謝物和營養(yǎng)物質(zhì)。研究人員說，與之前開發(fā)的針對(duì)高濃度化合物的汗液傳感器不同，這次的汗液傳感器除了更容易制造外，還可以檢測出低濃度的汗液化合物。

研究人員認(rèn)為，這些傳感器將使醫(yī)生能夠持續(xù)監(jiān)測患有心血管疾病、糖尿病或腎病等疾病的患者的狀況，所有這些疾病都會(huì)導(dǎo)致血液中營養(yǎng)素或代謝產(chǎn)物的含量異常。讓醫(yī)生更好地了解患者的病情，同時(shí)避免皮下注射針頭的侵入性接觸，對(duì)患者會(huì)有好處。

“這種可穿戴的汗液傳感器具有在分子水平上快速、連續(xù)、無創(chuàng)地捕捉健康變化的潛力，它們可以實(shí)現(xiàn)個(gè)性化監(jiān)測、早期診斷和及時(shí)干預(yù)?！备邆ピ诩永Ｄ醽喞砉W(xué)院網(wǎng)站上發(fā)表的一篇文章中說。

高偉的工作重點(diǎn)是開發(fā)基于微流體技術(shù)的設(shè)備，這種設(shè)備通常通過寬度不到四分之一毫米的通道來操作微量液體，微流體技術(shù)將汗液蒸發(fā)和皮膚污染對(duì)傳感精度的影響降到最低。該傳感器可以進(jìn)行更精確的汗液測量，并可以捕捉濃度的時(shí)間變化。

以前，基于微流控技術(shù)的可穿戴傳感器大多采用昂貴、復(fù)雜的光刻蒸發(fā)工藝制造。高偉的團(tuán)隊(duì)改為用石墨烯（一種薄片狀的碳）制作了生物傳感器?；谑┑膫鞲衅骱臀⑿臀⒘骺赝ǖ蓝际怯枚趸技す馄鞯窨趟芰掀亩纬傻?。

研究人員選擇讓他們的傳感器測量呼吸頻率、心率以及尿酸和酪氨酸的水平。選擇酪氨酸是因?yàn)樗梢灾甘敬x紊亂、肝病、飲食紊亂和神經(jīng)精神狀況；之所以選擇尿酸，是因?yàn)槟蛩崴缴吲c痛風(fēng)有關(guān)，痛風(fēng)是一種在全球范圍內(nèi)呈上升趨勢的疼痛性關(guān)節(jié)疾病，當(dāng)體內(nèi)高水平的尿酸開始在關(guān)節(jié)（尤其是腳的關(guān)節(jié)）中結(jié)晶時(shí)，就會(huì)發(fā)生痛風(fēng)，從而引起刺激和炎癥。

為了評(píng)估傳感器的性能，研究人員對(duì)兩組健康的個(gè)體和患者進(jìn)行了一系列的測試，一組是受過訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員，另一組是一般健康的人。傳感器顯示運(yùn)動(dòng)員汗液中酪氨酸含量較低。為了檢測尿酸水平，研究人員監(jiān)測了健康人在禁食期間以及在他們吃了富含嘌呤的食物后的出汗水平，嘌呤是代謝成尿酸的食物化合物，傳感器顯示飯后尿酸水平上升。高偉的團(tuán)隊(duì)還對(duì)痛風(fēng)患者進(jìn)行了類似的測試，發(fā)現(xiàn)他們的尿酸水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于健康人。為了檢驗(yàn)傳感器的準(zhǔn)確性，研究人員還從痛風(fēng)患者和健康受試者身上采集了血樣，傳感器對(duì)尿酸水平的測量與血液中化合物的水平密切相關(guān)。

高偉指出，這些傳感器的高靈敏度以及易于制造的特性，意味著它們最終可能被家庭患者用于監(jiān)測痛風(fēng)、糖尿病和心血管疾病等疾病，掌握準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)健康信息甚至可以讓患者根據(jù)需要調(diào)整自己的藥物水平和飲食。