揭秘“皮肤上的实验室”，汗液检测会成为下一个风口吗？

目前，业内已设计出多款基于汗液的独特生物传感器，以进行具有生理意义的测量并执行其他研究。大致分为：电化学汗液传感器、离子选择电极汗液传感器和可穿戴汗液传感器。

2022年4月，美国西北大学生物集成电子中心（The Center For Bio-Integrated Electronics At Northwestern University）主任John A. Rogers领导的国际研究小组公布了可能是迄今为止最复杂的汗液传感器原型。该设备不仅能监测乳酸、葡萄糖、氯离子浓度和pH值，还可以监测出汗速率和出汗量。利用该设备测量后两个参数的功能特别新颖，且对研究汗液样本组成的影响至关重要。

这款设备具有一个灵活的弹性系统，该系统由微流体通道、阀门和腔体组成，可拆卸、可更换，从而实现重复使用。设备底部有小孔，汗液从小孔被泵入通道和分析室。每个通道和分析室都装有传感器，传感器可辨别汗液成分，再通过与颜色校正标记的比较，以比色法来测量氯离子浓度和pH值。

国际合作团队研发的无电池汗液传感器原型，该传感器通过近距离无线通信技术，在同一部手机之间无线传输和接收数据。

同年8月，加州理工学院生物医学工程系高伟教授团队以汗液中目标物分子的实时、动态、连续监测为出发点，构筑了目标物分子识别系统、汗液收集系统、电流信号输出系统及无线数据收集系统，成功开发了名为“NutriTrek”的可穿戴汗液监测设备。此电子设备可实现多种人体健康相关的代谢物以及营养物分子（包括全部的九种必需氨基酸和多种维他命）的实时监测，且成功地将其应用到了糖尿病、肥胖症、以及COVID-19病人体内支链氨基酸的动态评估。该研究成果以A wearable electrochemical biosensor for the monitoring of metabolites and nutrients为题，发表于Nature Biomedical Engineering期刊。高伟教授凭借该汗液传感器登上了《麻省理工科技评论》年度青年英雄榜。

该研究成果发表于Nature Biomedical Engineering期刊

汗液监测传感器，较大的弯曲部是刺激排汗的电极。

作为近年来“个性化医疗”（体液诊断）研究的潮流之一，尽管汗液检测面临着监测灵敏度、未能商业化等种种问题，但是其蕴含的商业潜力不容小觑。根据市场研究公司IBISWorld的数据，基于体液检测的“生物传感器”市场仅在美国就高达880亿美元。除了大学科研机构，也有不少企业推出或正准备推出汗液感受相关设备，受到资本青睐。

成立于2013年的Eccrine Systems是最早布局汗液检测的公司之一。36氪此前曾对其做过报道，它的商业化技术和知识产权来自辛辛那提大学，并在2016年获得了美国军方与CincyTech基金投资的550万美元。

该公司在2016年2月获得5万美元的种子轮投资，领投方为美国橄榄球大联盟NFL，跟投方为Connectivity Capital Partners和Kii Corporation。Kenzen推出的最新一代产品是Kenzen Patch，它结合传感器和预测模型，来监测人体的指标，包括心率、出汗率、体温和活动状况，可以实时监测汗液中的电解质、代谢产物、葡萄糖和蛋白质。

GraphWear来自美国费城大学城科学中心，它推出的产品叫SweatSmart，特点是采用了纳米材料石墨烯，这使得产品具备高灵敏度。SweatSmart检测的指标与其他竞品类似，也时脱水监测、葡萄糖检测和肌肉耐力监测。该产品还可以和智能手机联系在一起，用户能在手机上读取身体信息。商业化进程方面，Graphwear已经和美国橄榄球大联盟NFL达成合作，分析运动员的汗液来提醒运动员及时补充电解质。

中国科学院苏州纳米所的张珽研究团队，也在研究可穿戴汗液传感器。2017年，他们在Analytical Chemistry上发表了研究成果。团队的特点是在电极芯片的材质上做了突破。

资料显示，张珽研究团队结合MEMS微纳加工技术，设计了具有微孔阵列为模板的电极芯片。这种电极芯片相比碳纳米管、石墨烯、多孔碳等材料的离子／电子传导层，制备更为简单，重复性更好。

该公司正在研发放置于可穿戴智能设备里的生物芯片。主要聚焦两个应用场景：第一，针对运动人士；第二，针对糖尿病患者。技术水平上，其生物芯片已经在今年8月测试成功，目前系统检测误差小于5%。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。