science >> Wetenschap >  >> Chemie

Eenvoudig apparaat bewaakt de gezondheid met behulp van zweet

Een zweetafscheider met meerdere kleppen voor het bewaken van de gezondheid. Krediet:Jennifer M. McCann/ Penn State

Onderzoekers van Penn State en Xiangtan University hebben een apparaat ontwikkeld dat gezondheidstoestanden in het lichaam bewaakt met behulp van iemands zweet. volgens Huanyu "Larry" Cheng, assistent-professor in de ingenieurswetenschappen en mechanica, Penn State.

"We willen het zweet van dagelijkse lichaamsbeweging of van de hitte van de zon kunnen analyseren, want in zweet hebben we veel biomarkers zoals pH en glucose die een heel mooie indicator zullen zijn voor ziekteprogressie of diagnostiek, ' zei Chen.

Het apparaat wordt op een pleister op de huid aangebracht in de buurt van zweetklieren. Het bestaat uit een kleine injectieflacon met meerdere kamers met een hydrofoob - waterafstotend - ventiel bij de opening van siliconenrubber. Het kanaal heeft een hydrofiele - wateraantrekkende - coating om het zweet gemakkelijk op te vangen. In tegenstelling tot andere apparaten die twee openingen nodig hebben, de enkele opening vermindert de hoeveelheid verdamping, wat leidt tot een langere opslagtijd voor latere analyse.

Analyse ter plaatse kan worden uitgevoerd met behulp van een colorimetrische benadering waarbij een kleurgecodeerde analyt vooraf in de verschillende kamers wordt geplaatst. Deze gevoelige chemische stof reageert op de pH- of glucosespiegel en kan worden afgelezen met het blote oog of een foto gemaakt met een smartphone. Ook, de onderzoekers kunnen het zweet op verschillende tijdstippen analyseren met behulp van verschillende kamers, de zogenaamde chrono-sampling.

"Het apparaat met twee kleppen is ingewikkelder en vereist het gebruik van een cleanroom-techniek die fotolithografie wordt genoemd. Ons eenvoudiger apparaat met één klep kan worden gemaakt zonder dure apparatuur die microbewerkingen gebruikt, ' zei Chen.

Het apparaat zal interessant zijn voor de gezondheidszorg, en vooral in atletiek, waar het kan worden gebruikt om oververhitting te bewaken of om de trainingsniveaus aan te passen voor optimale prestaties. De onderzoekers werken ook samen met een onderzoeker aan de Penn State Hershey Medical School op het gebied van ziektemonitoring. Het apparaat kan één kamer hebben met een kleurcode voor pH, een tweede voor glucose en een derde voor natrium, die allemaal ziektemarkers zijn.

Hun resultaten verschijnen online in het tijdschrift Lab op een chip in een artikel getiteld "Op de huid aangesloten microfluïdische apparaten met kamers met één opening en hydrofiele kleppen voor het verzamelen en analyseren van zweet." Hoofdauteurs zijn Yingxue Zhang, mede geadviseerd door Cheng en Xiufeng Wang, Xiangtan-universiteit, China, en Wang's student Yao Chen.

De National Natural Science Foundation van China, de Natural Science Foundation van de provincie Hunan, en Penn State ondersteunden dit werk. Een apparaat dat gezondheidstoestanden in het lichaam bewaakt met behulp van iemands zweet, is ontwikkeld door onderzoekers van Penn State en Xiangtan University, volgens Huanyu "Larry" Cheng, assistent-professor in de ingenieurswetenschappen en mechanica, Penn State.

"We willen het zweet van dagelijkse lichaamsbeweging of van de hitte van de zon kunnen analyseren, want in zweet hebben we veel biomarkers zoals pH en glucose die een heel mooie indicator zullen zijn voor ziekteprogressie of diagnostiek, ' zei Chen.

Het apparaat wordt op een pleister op de huid aangebracht in de buurt van zweetklieren. Het bestaat uit een kleine injectieflacon met meerdere kamers met een hydrofoob - waterafstotend - ventiel bij de opening van siliconenrubber. Het kanaal heeft een hydrofiele - wateraantrekkende - coating om het zweet gemakkelijk op te vangen. In tegenstelling tot andere apparaten die twee openingen nodig hebben, de enkele opening vermindert de hoeveelheid verdamping, wat leidt tot een langere opslagtijd voor latere analyse.

Analyse ter plaatse kan worden uitgevoerd met behulp van een colorimetrische benadering waarbij een kleurgecodeerde analyt vooraf in de verschillende kamers wordt geplaatst. Deze gevoelige chemische stof reageert op de pH- of glucosespiegel en kan worden afgelezen met het blote oog of een foto gemaakt met een smartphone. Ook, de onderzoekers kunnen het zweet op verschillende tijdstippen analyseren met behulp van verschillende kamers, de zogenaamde chrono-sampling.

"Het apparaat met twee kleppen is ingewikkelder en vereist het gebruik van een cleanroom-techniek die fotolithografie wordt genoemd. Ons eenvoudiger apparaat met één klep kan worden gemaakt zonder dure apparatuur die microbewerkingen gebruikt, ' zei Chen.

Het apparaat zal interessant zijn voor de gezondheidszorg, en vooral in atletiek, waar het kan worden gebruikt om oververhitting te bewaken of om de trainingsniveaus aan te passen voor optimale prestaties. De onderzoekers werken ook samen met een onderzoeker aan de Penn State Hershey Medical School op het gebied van ziektemonitoring. Het apparaat kan één kamer hebben met een kleurcode voor pH, een tweede voor glucose en een derde voor natrium, die allemaal ziektemarkers zijn.

Hun resultaten verschijnen online in het tijdschrift Lab op een chip in een artikel getiteld "Op de huid aangesloten microfluïdische apparaten met kamers met één opening en hydrofiele kleppen voor het verzamelen en analyseren van zweet."