美研究人員基于電化學(xué)傳感器研發(fā)監(jiān)測藥物濃度的可穿戴手表

隨著5G、可穿戴概念、還有電化學(xué)在生物信號上的研究，有越來越多的智能手表原型研究和設(shè)計出現(xiàn)。美國洛杉磯加利福尼亞大學(xué)(University of California, Los Angeles)和斯坦福醫(yī)學(xué)(Stanford Medicine)團隊共同研發(fā)出一款智能手表，能即時監(jiān)測汗液中的乙酰氨基酚(Acetaminophen)。

止痛藥成份-乙酰氨基酚

乙酰氨基酚是什么呢?它是常見于止痛藥中的成份，用來治療輕中度的疼痛和退燒。常見的狀況像是用來治療頭痛、肌肉痛、關(guān)節(jié)炎、背痛、牙痛和感冒發(fā)燒。而藥物的注意事項中，會提到年齡多大可以吃，每天可以吃幾顆(劑量)，間隔要多少時間，甚至有寫到成人或小孩的體重需要達到多少才能服用。以上都在反應(yīng)藥物代謝動力學(xué)(pharmacokinetics)的研究結(jié)果，像是藥物如何吸收、分布、代謝和排出體外的狀況，才能讓藥物變更劑量來適應(yīng)不同人的需求。然而每個?對藥物的代謝能力不同，測量汗液中的乙酰氨基酚，正是一種反應(yīng)吃藥的人對藥物代謝的方式。

汗液中的乙酰氨基酚

那么，智能手表如何檢測乙酰氨基酚?人體服用含有乙酰氨基酚的藥物或者其他藥物之后，身體分泌的汗液中，會含有和藥物有關(guān)，有電活性(electroactive)的分子。給予電壓后，這些分子會呈現(xiàn)特定的電化學(xué)信號。信號越大，表示體內(nèi)藥物濃度越高。然而，汗液中可能不只一種具有電活性的分子，因此，科學(xué)家開發(fā)的電化學(xué)傳感器，除了要能分離出乙酰氨基酚或者其它藥物的電化學(xué)信號，還要能減少其它非目標(biāo)分子的干擾。

傳感器結(jié)合智能手表

傳感器怎么做測量呢?這款傳感器固定在定制化的智能手表背面，當(dāng)給予微量電壓，就能掃描非常少的汗液，來辨別目標(biāo)藥物的相關(guān)分子。然后將測量到的電化學(xué)信號，借由藍牙傳到智能手表，將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出來。

為了驗證這款智能手表傳感器測量乙酰氨基酚的正確性，科學(xué)家測試了兩位服用乙酰氨基酚藥物的受測者，將這款定制化智能手表的檢測結(jié)果和唾液檢測結(jié)果相比較。發(fā)現(xiàn)定制化智能手表傳感器的檢測結(jié)果，幾乎與唾液檢測結(jié)果相同。

智慧醫(yī)療的關(guān)鍵之一

這又是一個穿戴式傳感器成功檢測生物信號的案例。智慧產(chǎn)品隨著科技發(fā)展，在醫(yī)療上將會有越來越多的應(yīng)用，可以說智慧醫(yī)療和科技研發(fā)是相輔相成。未來可見的5G在醫(yī)療的應(yīng)用上，傳感器的研發(fā)就是關(guān)鍵的一環(huán)。例如說，電化學(xué)信號收集到的同時，是不是也能以即時且安全加密的方式傳到云端呢?