可穿戴的連續(xù)監(jiān)測的非侵入式生物傳感器代謝物的汗水可以檢測一些分析物濃度足夠高時,通常在劇烈運動,以產(chǎn)生足夠數(shù)量的biofluid。 在這里,我們報告的設(shè)計和性能的可穿戴的電化學(xué)生物傳感器連續(xù)分析,在汗水在體育鍛煉和休息,微量的多種代謝物和營養(yǎng)物質(zhì),包括所有必需氨基酸和維生素。 生物傳感器由石墨烯電極,可反復(fù)再生原位,攜帶metabolite-specific抗體樣分子印跡聚合物和redox-active記者納米顆粒,并集成為iontophoresis-based汗水感應(yīng)模塊,微流體汗水采樣、信號處理和校準(zhǔn)和無線通信。 志愿者,啟用了生物傳感器的實時監(jiān)控攝入氨基酸和水平在體育鍛煉,以及評估代謝綜合征的風(fēng)險(通過相關(guān)血清氨基酸含量和汗水)。 代謝物的監(jiān)測異常疾病的早期識別精度營養(yǎng)可以促進(jìn)應(yīng)用程序。

主要

循環(huán)營養(yǎng)指標(biāo)整體健康和身體功能至關(guān)重要¹。 氨基酸(AAs),來自膳食攝入量和腸道微生物群合成,和受到個人生活方式的影響,是重要的生物標(biāo)志物的健康狀況(無花果。1）²。 高架支鏈氨基酸(BCAAs),包括亮氨酸(低濃縮鈾),異亮氨酸(Ile)和纈氨酸(Val),與肥胖、胰島素抵抗和未來的風(fēng)險2型糖尿病(T2DM)病人體內(nèi),心血管疾病(心血管病)和胰腺癌^3.，4，5。 缺陷在原子吸收光譜法(例如,精氨酸和半胱氨酸)會阻礙免疫系統(tǒng)通過減少免疫細(xì)胞激活⁶。 色氨酸(Trp),酪氨酸(酪氨酸)和苯丙氨酸(檢)前體的5 -羥色胺,兒茶酚胺神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺,去甲腎上腺素和腎上腺素,分別扮演著重要的角色在復(fù)雜的神經(jīng)系統(tǒng)和心理健康的功能^7，8。 大量的代謝指紋(包括亮氨酸、板式換熱器和維生素D) 2019 (COVID-19)冠狀病毒疾病嚴(yán)重程度有關(guān)^9，10。 營養(yǎng)健康差異也關(guān)聯(lián)與驚人的種族和民族差異COVID-19惡化的脆弱性和死亡率¹¹。 此外,組織和器官功能障礙引起的嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合癥冠狀病毒2可能導(dǎo)致代謝疾病的發(fā)病率增加的疾病。

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一個養(yǎng)分循環(huán),如原子吸收光譜法與各種生理和代謝條件相關(guān)聯(lián)。b示意圖,可穿戴“NutriTrek”,使代謝監(jiān)測通過協(xié)同融合的腿,rar和人工抗體。c，d原理圖(c)和層組裝(d)微流控的NutriTrek補丁的汗水感應(yīng),采樣和若。 T,溫度。e，f靈活的傳感器的圖像補丁(e)和一個skin-interfaced可穿戴系統(tǒng)(f)。 規(guī)模的酒吧、5毫米(e)和2厘米(f)。g電子系統(tǒng)的框圖“NutriTrek”。 紅色破折號中概述的模塊都包含在smartwatch版本。 CPU、中央處理單元; 鍋,電位法; In-Amp,儀表放大器; 單片機(jī),單片機(jī); TIA trans-impedance放大器; IP,電離子透入療法; CE、反電極; 再保險,參比電極; 我們,工作電極。h、自定義為實時代謝和營養(yǎng)跟蹤移動應(yīng)用程序。我用一次性傳感器,NutriTrek smartwatch補丁和電泳顯示。 規(guī)模的酒吧、1厘米(上)和5厘米(底部)。