Nature Biotechnology上发表了一篇题为“汗液传感的挑战和前景”的文章。文章指出，汗液传感领域中一些关键挑战已经得到解决，包括测量汗液分泌率和收集足够的样本量。然而，除了评估囊性纤维化和局部神经功能外，准确测量感兴趣的分析物及其与健康指标的生理相关性的能力仍有待确定。作者预计汗液测量将继续涉及如下应用领域，例如运动员和体力劳动者的水合监测，以及医疗和健康监测相关药物和激素。
图片来源：Nature Biotechnology 一、汗液分泌生理学 汗腺广泛分布于体表，手掌和足掌密度最高（如下图）。遍布全身的小汗腺主要参与体温调节并产生一种含水量高的透明液体。局限于腋下和腹股沟的的大汗腺产生含有蛋白质、脂质和固醇的乳白色液体，主要在应激或性刺激时被激活。汗液生成的方法有两类：药理刺激和自然或生理刺激，后者包括热刺激，运动刺激，心理刺激或其组合。药理刺激，通常包括通过应用药物直接刺激汗腺上的受体，并触发汗液产生。
汗腺结构与生理。图片来源：Nature Biotechnology 二、汗液分析装置 临床或商业上已经建立了几种汗液感应模式，其中许多都被设计用于分析单一样本中的单一分析物。例如，Macroduct汗液收集系统用于诊断囊性纤维化（图a），FDA批准的PharmChek汗液贴片，提供法庭允许的证据，用于药物滥用检测（图b）。另外还有用来检测神经病变的Q-Sweat定量汗液测量系统（图e）以及SUDOSCAN系统（图c）。 集成的可穿戴设备，比如连续监测Empatica E4手表，可检测皮肤电导率（图g），它最著名的用途是“测谎仪”。2021年发布的Gatorade Gx汗液贴片测量汗液损失和氯化物（图f），帮助评估水合状态。最近还推出了两种连续监测电解液和汗液率产品，Nix（图h）以及Epicore（图i）系统，效果仍有待观察。
商用汗液监测设备。图片来源：Nature Biotechnology 三、持续出汗监测的挑战 很多资金充足但不成功的企业突出了当前该领域的挑战。许多追求商业化的目标达到了瓶颈，不是技术，而是生物学的瓶颈。比如 Electrozyme致力于测量汗液电解质包括乳酸，但直到现在汗液和血液乳酸也未发现明确的相关性。长期持续的人口规模的研究对于确定特定分析物的生理相关性将是很重要的。在设备和实验设计过程中，仔细考虑与汗液的刺激、收集、储存以及和分泌率分析相关的广泛技术挑战，将为该领域的未来进展奠定基础。
汗液传感领域的创业历史。图片来源：Nature Biotechnology 四、应该如何评估汗液传感的研究方向？ 是否存在未满足的需求？ 1. 是的，需要更容易获得和非侵入性的样本收集的单点测量应用，以及更高的汗液检测精度。潜在的应用包括身体检测、家庭检测、邮寄到实验室的检测和在诊所进行的非侵入性检测。 2. 是的，需要无创和可穿戴的连续测量，以及更高的精度和可靠性。潜在的应用包括持续的个人健康跟踪、体育运动和工人安全。 3. 是的，它对汗液的基础科学有影响，提高了我们对分析物的分配和血液相关性、区域腺体的补充、有效的体温调节等的理解。 4. 没有这些吗？在开始这个项目之前，请重新评估其动机。 用汗液来测量方法有用吗？ 1. 是的，已知被分析物的水平与血浆中的水平相关。这在小的疏水分子中更为常见。 2. 是的，汗液中水平能提供在汗水中唯一或更准确的信息。例如囊性纤维化诊断、体液流失监测和基础科学研究。 3. 这些都不是吗？如果设备测量不能反映任何更深层次的生理信息，它可能不值得研究。 用汗液来测量方法可行吗？ 1. 是的，传感器具有足够的灵敏度、选择性、稳定性和重现性，可用于分析物和应用。此外，如果有出汗率的影响，通过集成流汗率传感器或使用分析物比率（例如，与对照蛋白，如白蛋白），传感器读数可以得到适当的校正。 2. 没有？在继续进行之前，必须开发传感器平台和/或与之集成的排汗率检测。
汗液传感领域在过去几十年里的增长。图片来源：Nature Biotechnology 五、未来成功的基础 作者认为，汗液传感的短期商业应用，除了在囊性纤维化和神经病变，可能仅限于电解质流失、药物滥用、药物依从性和测定类固醇等激素。其他的愿景也令人兴奋，但目前还缺乏生物学或技术基础。成功的商业化将取决于能够良好地描述个体之间的基线水平、敏感性和排汗率的差异，以及确定诸如年龄、性别、种族、健康和医疗状况等影响因素。 另外，显然有必要通过基础生理学研究来推进对汗液成分的基本理解。直到今天，该领域还缺乏对汗液组成及其与血清相关程度的深入了解。 |
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