可穿戴的连续监测的非侵入式生物传感器代谢物的汗水可以检测一些分析物浓度足够高时,通常在剧烈运动,以产生足够数量的biofluid。 在这里,我们报告的设计和性能的可穿戴的电化学生物传感器连续分析,在汗水在体育锻炼和休息,微量的多种代谢物和营养物质,包括所有必需氨基酸和维生素。 生物传感器由石墨烯电极,可反复再生原位,携带metabolite-specific抗体样分子印迹聚合物和redox-active记者纳米颗粒,并集成为iontophoresis-based汗水感应模块,微流体汗水采样、信号处理和校准和无线通信。 志愿者,启用了生物传感器的实时监控摄入氨基酸和水平在体育锻炼,以及评估代谢综合征的风险(通过相关血清氨基酸含量和汗水)。 代谢物的监测异常疾病的早期识别精度营养可以促进应用程序。

主要

循环营养指标整体健康和身体功能至关重要¹。 氨基酸(AAs),来自膳食摄入量和肠道微生物群合成,和受到个人生活方式的影响,是重要的生物标志物的健康状况(无花果。1）²。 高架支链氨基酸(BCAAs),包括亮氨酸(低浓缩铀),异亮氨酸(Ile)和缬氨酸(Val),与肥胖、胰岛素抵抗和未来的风险2型糖尿病(T2DM)病人体内,心血管疾病(心血管病)和胰腺癌^3.，4，5。 缺陷在原子吸收光谱法(例如,精氨酸和半胱氨酸)会阻碍免疫系统通过减少免疫细胞激活⁶。 色氨酸(Trp),酪氨酸(酪氨酸)和苯丙氨酸(检)前体的5 -羟色胺,儿茶酚胺神经递质多巴胺,去甲肾上腺素和肾上腺素,分别扮演着重要的角色在复杂的神经系统和心理健康的功能^7，8。 大量的代谢指纹(包括亮氨酸、板式换热器和维生素D) 2019 (COVID-19)冠状病毒疾病严重程度有关^9，10。 营养健康差异也关联与惊人的种族和民族差异COVID-19恶化的脆弱性和死亡率¹¹。 此外,组织和器官功能障碍引起的严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2可能导致代谢疾病的发病率增加的疾病。

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一个养分循环,如原子吸收光谱法与各种生理和代谢条件相关联。b示意图,可穿戴“NutriTrek”,使代谢监测通过协同融合的腿,rar和人工抗体。c，d原理图(c)和层组装(d)微流控的NutriTrek补丁的汗水感应,采样和若。 T,温度。e，f灵活的传感器的图像补丁(e)和一个skin-interfaced可穿戴系统(f)。 规模的酒吧、5毫米(e)和2厘米(f)。g电子系统的框图“NutriTrek”。 红色破折号中概述的模块都包含在smartwatch版本。 CPU、中央处理单元; 锅,电位法; In-Amp,仪表放大器; 单片机,单片机; TIA trans-impedance放大器; IP,电离子透入疗法; CE、反电极; 再保险,参比电极; 我们,工作电极。h、自定义为实时代谢和营养跟踪移动应用程序。我用一次性传感器,NutriTrek smartwatch补丁和电泳显示。 规模的酒吧、1厘米(上)和5厘米(底部)。