可穿戴的連續(xù)監(jiān)測(cè)的非侵入式生物傳感器代謝物的汗水可以檢測(cè)一些分析物濃度足夠高時(shí),通常在劇烈運(yùn)動(dòng),以產(chǎn)生足夠數(shù)量的biofluid。 在這里,我們報(bào)告的設(shè)計(jì)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(hào)處理和校準(zhǔn)和無線通信。 志愿者,啟用了生物傳感器的實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)z入氨基酸和水平在體育鍛煉,以及評(píng)估代謝綜合征的風(fēng)險(xiǎn)(通過相關(guān)血清氨基酸含量和汗水)。 代謝物的監(jiān)測(cè)異常疾病的早期識(shí)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(gè)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(xiǎn)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(huì)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(gè)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(cè)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(bǔ)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(bǔ)丁(e)和一個(gè)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(hào)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(xiǎn),參比電極; 我們,工作電極。h、自定義為實(shí)時(shí)代謝和營養(yǎng)跟蹤移動(dòng)應(yīng)用程序。我用一次性傳感器,NutriTrek smartwatch補(bǔ)丁和電泳顯示。 規(guī)模的酒吧、1厘米(上)和5厘米(底部)。