発汗成分モニタリングのためのウェアラブルセンサの創成と熱中症との相関解析

创建用于监测汗液成分的可穿戴传感器并进行与中暑的相关性分析

基本信息

批准号：
21H03344
负责人：
四反田功
金额：
$ 11.15万
依托单位：
Tokyo University of Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，暑熱環境下における熱中症の予兆を体液中のバイオマーカーから評価する新たな手法について研究している．本年度は，転写印刷型の塩化物イオンセンサを用いた実装評価試験ならびに新規流路付乳酸センサの開発および実装評価試験を行った．現在，運動している人の汗中に含まれる電解質をモニタリングするための，ウェアラブルデバイスが注目されている．しかし，直接基板上に電極を印刷するとセンサが皮膚に触れてしまうことによって，かぶれが生じる可能性がある．この問題を解決するために，転写印刷型塩化物イオンセンサを作製した2．不織布にセンサを転写印刷することで，皮膚に触れないで測定ができることが示された．しかし,リアルタイムでのモニタリングに使用するためには，センサの汗検出部において古い汗と新鮮な汗が混ざらないように常に古い汗は排出される必要がある．また，発汗してからタイムラグのない素早い応答が必要であるため，応答性を向上させる必要がある．そこで，本研究では高吸水性繊維(SAF)を用いた汗の排出機構の検討を行った．また，参照極膜にノニオン性界面活性剤を添加することで，吸水性を高めて塩化物イオンセンサの応答性を向上させることを試みた．また，作製した塩化物イオンセンサを実際に人体に着装した試験を行った．測定結果より，発汗してから運動終了までセンサの電位は減少した．これは，運動により汗中の塩化物イオン濃度が上昇しているためと考えられた．また，脱水量計との相関がみられた．乳酸センサについては，運動強度が増加するともに血中乳酸および汗中乳酸の増加がみられ，互いに相関があることが示唆された．

这项研究调查了一种新方法，用于评估使用体液中生物标志物在热环境中进行热中风的迹象。今年，我们使用转移打印的氯离子传感器进行了安装评估测试，并对具有流动路径的新乳酸传感器进行了开发和安装评估测试。当前，可穿戴设备引起了人们的注意，以监测锻炼人士的汗水中发现的电解质。但是，如果直接在基板上打印电极，传感器可能会与皮肤接触，从而导致皮疹。为了解决这个问题，我们制造了转移打印型氯离子传感器。通过将传感器转移和打印到非织造织物上，可以表明可以在不接触皮肤的情况下进行测量。但是，为了用于实时监测，必须始终开除旧的汗水，以使旧的汗水和新鲜的汗水不会在传感器的汗水检测部分中混合。此外，由于出汗后需要快速响应而没有时间滞后，因此有必要提高响应能力。因此，在这项研究中，我们使用高吸收纤维（SAF）研究了汗水排泄的机制。此外，通过将非离子表面活性剂添加到参考电极膜中，我们试图改善吸水率并改善氯离子传感器的反应性。此外，进行了一项测试，其中实际上戴在人体上的氯离子传感器。从测量结果中，传感器的电势从出汗到运动时间。这被认为是因为汗液中氯离子的浓度增加了。此外，观察到与脱水计的相关性。关于乳酸传感器，还观察到运动强度的增加，并提出了血液和汗水乳酸的增加，这表明两者之间存在相关性。

项目成果

期刊论文数量（92）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

人汗中の塩化物イオン連続モニタリングのためのセンサ素子の組成および構造の検討

人体汗液中氯离子连续监测传感器元件组成与结构研究

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
松坂賢;岡島由佳;宮崎俊;本村香織;富田勉;島野仁;村松直季，渡辺日香里，Noya Loew，四反田功，元祐昌廣，向本敬洋，小林桃子，松尾健右，柳田信也，鈴木立紀，板垣昌幸
通讯作者：
村松直季，渡辺日香里，Noya Loew，四反田功，元祐昌廣，向本敬洋，小林桃子，松尾健右，柳田信也，鈴木立紀，板垣昌幸

ウェアラブル電気化学センサを用いた運動時の発汗成分のリアルタイムモニタリング

使用可穿戴电化学传感器实时监测运动过程中的汗液成分