酪氨酸是一种重要的氨基酸，是人体新陈代谢、肝脏紊乱以及神经系统紊乱的重要标记物，监测酪氨酸含量具有极大的医学价值和实际意义。近日，加州理工学院医学工程系高伟课题组研究出一款可穿戴汗液传感器，通过修饰电极等方式，实现了多种汗液中生物标记物的有效探测，为全面的健康管理辅助系统建立提供了新思路。相关研究结果发表于《自然—生物技术》。
酪氨酸含量的降低可能导致甲状腺功能衰退、新陈代谢缓慢、低血压、慢性疲劳等问题。目前，临床上常用离子选择性传感器或酶电极监测以酪氨酸为代表的电解质和代谢物。但目前发展成熟的离子选择性电极和酶电极有限，大多数传感器只能有效检测几种特定的电解质或者代谢物。
该论文通讯作者、加州理工学院医学工程系助理教授高伟告诉《中国科学报》，研究人员希望制备低成本、高可靠的智能传感平台，配合柔性电路模块，实现人体运动过程中的汗液采集、传感测试、信号处理、无线传输等。
汗液挥发较快并且易受到污染，如何有效采集、准确检测汗液是科研人员面临的一大难题。因此，寻找一种实用性强、稳定性高、低成本、简易化的工艺手段是关键。
高伟介绍，实现汗液的有效采集与及时更新，需要借助微流道结构，而现阶段微流道结构的加工多采用光刻等复杂工艺，成本高效率低，不利于大规模制备。
这时候，缪斯女神敲响了课题组的大门。科研人员经过大量研究发现，CO2激光加工有不同的工作模式，其中矢量模式下，诱导产生的石墨烯具有多孔结构，可以对外界的应变做出响应，作为压阻式传感器，能够实现人体呼吸、心跳等生理信号的监测。
在尝试不同的激光加工参数后，研究人员实现了微流道结构的设计，研发出灵敏度高、稳定性优异的电化学传感器，能够实现对多种物质的有效探测。
高伟表示，对于年龄偏大或者运动能力较弱的人群，通过运动出汗可能会增加负担导致身体不适，因此，通过无痛电刺激出汗的方式，辅助该传感贴片，能够让病人在家中实现非侵入式持续性酪氨酸的检测，为实时性、定制化的医疗健康大数据提供可能。
谈及接下来的研究计划，研究人员认为，目前，汗液与血液等体液与生物标记物的关联性还有待进一步探索及验证。通过汗液准确、稳定、可靠地反应人类生理指标，并作为疾病诊断的依据，还有一大段路要走。
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