Tóm tắt nghiên cứu

Phó giáo sư Shitanda Isao thuộc Khoa Hóa học tiên tiến, Khoa Khoa học và Kỹ thuật, Đại học Khoa học Tokyo, cựu giáo sư Yumasa Hiroshi của Khoa Cơ khí, Khoa Kỹ thuật Khoa học, Đại học Khoa học, Giáo sư Yanagita Nobuya thuộc Khoa Nghệ thuật và Giáo dục Tự do, Đại học Khoa học, và Phó Giáo sư Mukaimoto Keihiro, đã phát triển thành công một bộ cảm biến làm bẫy các bong bóng không khí xâm nhập vào các kênh vi chất và có thể theo dõi axit lactic

Axit lactic tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái mồ hôi và máu được biết đến là một chỉ số về tập thể dục và đào tạo Trước đây, đã có một số thiết bị có thể đeo có thể dễ dàng đo axit lactic có tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái mồ hôi, nhưng đã có một vấn đề là bọt khí xâm nhập vào đường dẫn dòng chảy và tiếp xúc với phần điện cực tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái quá trình sử dụng, khiến phản ứng cảm biến không ổn định Do đó, nhóm nghiên cứu này đã tiến hành nghiên cứu và phát triển với mục đích tạo ra một thiết bị đeo được có thể theo dõi nồng độ axit lactic tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái mồ hôi tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái một thời gian dài và nhẹ nhàng trên da người

tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái nghiên cứu này, chúng tôi đã giới thiệu một hồ chứa bẫy các bong bóng không khí tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái kênh vi lỏng thông qua đó mồ hôi trôi qua Thiết kế thiết bị này ngăn chặn sự tiếp xúc với phần điện cực ngay cả khi các bong bóng không khí xâm nhập vào cảm biến, cho phép đo nồng độ axit lactic liên tục tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái một thời gian dài Trên thực tế, chúng tôi đã tiến hành một thí nghiệm tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái đó cảm biến chúng tôi phát triển được gắn vào cơ thể con người và có thể liên tục theo dõi nồng độ axit lactic Bằng cách phát triển thêm kết quả nghiên cứu này, dự kiến ​​sẽ được áp dụng như một thiết bị đeo được có thể được sử dụng thoải mái tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái thời gian dài tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái các tình huống như vận động viên đào tạo và phục hồi chức năng bệnh nhân

Kết quả của nghiên cứu này đã được đăng vào ngày 22 tháng 5 năm 2023Được xuất bản trực tuyến trên tạp chí học thuật quốc tế "Cảm biến ACS"đã được thực hiện

Bối cảnh nghiên cứu

Các thiết bị đeo được có thể đo lường mức độ sức khỏe và tập thể dục dự kiến ​​sẽ được sử dụng tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái các lĩnh vực như thể thao, chăm sóc y tế và chăm sóc điều dưỡng Cụ thể, cảm biến sinh học có thể phát hiện và đo các thành phần có tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái chất lỏng cơ thể như mồ hôi và nước bọt đang thu hút sự chú ý vì chúng đơn giản và có ít tải trọng đối tượng

Axit lactic tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái mồ hôi được gọi là một tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái những chỉ số quan trọng của bài tập tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái quá trình tập thể dục ánh sáng, việc cung cấp oxy là đủ, do đó glucose, nguồn năng lượng, đi qua pyruvate và cuối cùng bị chia thành carbon dioxide và nước Mặt khác, tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái quá trình tập thể dục cường độ cao, việc cung cấp oxy là không đủ và pyruvate không thể bị phân hủy thành carbon dioxide hoặc nước, dẫn đến axit lactic được sản xuất Khi axit lactic tích tụ tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái cơ thể, nồng độ axit lactic có tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái máu và mồ hôi cũng tăng lên Do đó, nồng độ axit lactic tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái máu và mồ hôi có thể được coi là chỉ số tập thể dục, và dự kiến ​​sẽ được áp dụng cho quản lý đào tạo

tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái những năm gần đây, cảm biến sinh học đã được phát triển cho phép theo dõi thời gian thực nồng độ axit lactic tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái mồ hôi Sử dụng cảm biến này, các xét nghiệm máu là không cần thiết, cho phép bạn hiểu sức khỏe của mình tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái khi ngăn chặn căng thẳng và khó chịu tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái chủ đề Nhóm nghiên cứu này trước đây đã báo cáo rằng họ đã phát triển một cảm biến axit lactic kết hợp điện cực enzyme trung mô với một thiết bị vi lỏng làm từ polydimethylsiloxane (*1) Tuy nhiên, các thiết bị thông thường đã gặp vấn đề tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái đó các bong bóng không khí đi vào đường dẫn dòng chảy tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái quá trình đo, khiến các điện cực của cảm biến được bao phủ, gây ra các vấn đề tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái giám sát Do đó, tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái nghiên cứu này, chúng tôi đã thiết kế và phát triển một thiết bị vi lỏng nhằm giảm thiểu tác động của các bong bóng không khí xâm nhập Ngoài ra, để đánh giá hiệu suất của cảm biến phát triển, chúng tôi đã tiến hành một thí nghiệm tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái đó các đối tượng nam bị mòn

(1): Thông cáo báo chí của Đại học Khoa học Tokyo
"Phát triển cảm biến sinh học để đo liên tục axit lactic tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái mồ hôi bằng cách sử dụng các điện cực enzyme mesopious và các thiết bị vi lỏng - dự kiến ​​sẽ được phát triển như một thiết bị có thể đeo để quản lý sức khỏe và tối ưu hóa đào tạo"

Chi tiết kết quả nghiên cứu

​​Lần này, một phần hồ chứa đã được đưa vào đường dẫn vi lỏng của cảm biến axit lactic để bẫy bong bóng không khí tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái thiết bị này, axit lactic được phát hiện bằng cách xâm nhập vào bên tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái qua bốn cửa vào khác nhau và tiếp xúc với phần điện cực Mồ hôi cũ được loại bỏ khỏi ổ cắm, tạo ra một cơ chế cho phép mồ hôi mới đi vào liên tục Hồ chứa được đưa vào kênh dòng chảy vi mô này bẫy các bong bóng không khí đã xâm nhập cùng với mồ hôi và đóng vai trò ngăn chặn các bong bóng tiếp xúc với phần điện cực Khối lượng của khu vực bẫy các bong bóng là khoảng 40 μl và được thiết kế để kiểm tra trước và vượt quá âm lượng của bong bóng đi vào thiết bị

Đầu tiên, chúng tôi đã xác nhận ảnh hưởng của các bong bóng không khí vào cảm biến axit lactic được chế tạo đối với phản ứng cảm biến Kết quả là, người ta thấy rằng mật độ hiện tại gần như không thay đổi tùy thuộc vào sự hiện diện hoặc vắng mặt của bọt khí tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái đường dẫn dòng chảy và các phép đo không bị ảnh hưởng bởi bọt khí Nó cũng đã được chứng minh rằng các phép đo có thể đạt được ổn định ngay cả với các phép đo liên tục tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái khoảng hai giờ

Tiếp theo, chúng tôi đã nghiên cứu phản ứng của cảm biến đối với những thay đổi về lượng mồ hôi (5-10 μl/phút) và nồng độ axit lactic (1-50 mM) chứa tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái mồ hôi Kết quả cho thấy những điều kiện này ít ảnh hưởng đến các phép đo và trả lời bình thường Điều này được cho là do màng chitosan trên điện cực giới hạn việc cung cấp axit lactic, chất nền, và do đó sự khuếch tán của axit lactic giữa màng chitosan và lớp oxytase axit lactic bị giới hạn tốc độ Nó cũng đã được tiết lộ rằng thời gian cho dòng điện ổn định chống lại sự thay đổi nồng độ axit lactic là khoảng 60 giây Hơn nữa, chúng tôi đã nghiên cứu chi tiết về mối tương quan giữa nồng độ axit lactic và mật độ hiện tại Kết quả cho thấy mật độ hiện tại tăng tuyến tính ở nồng độ axit lactic là 1-10 mM và không tuyến tính ở 10-50 mM Độ nhạy cảm biến tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái phạm vi tuyến tính là 14,5 μa/cm²/mm gợi ý rằng cảm biến axit lactic mà chúng tôi đã phát triển có thể áp dụng để theo dõi axit lactic có tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái mồ hôi thực tế

Cuối cùng, cảm biến axit lactic được phát triển được gắn vào mặt sau của một đối tượng nam tập thể dục trên một chiếc xe đạp tập thể dục và hoạt động đã được kiểm tra Để theo dõi bằng cảm biến axit lactic, máy phát không dây đã được sử dụng để nhận nồng độ axit lactic đo được trên điện thoại thông minh Nồng độ axit lactic tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái máu, pH mồ hôi và nhiệt độ của đối tượng được đo bằng các thiết bị có bán trên thị trường Sau khi bắt đầu phép đo, khoảng 1600 giây sau khi mồ hôi của đối tượng được cung cấp cho các điện cực, cho thấy sự gia tăng nồng độ axit lactic Hành vi tương tự của mồ hôi và nồng độ axit lactic tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái máu ban đầu tăng lên và sau đó giảm, cho thấy rằng có một mối tương quan giữa hai nồng độ axit lactic Dựa trên các kết quả trên, nhóm nghiên cứu đã kết luận rằng cảm biến axit lactic được phát triển lần này có thể được sử dụng để theo dõi axit lactic tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái mồ hôi

Đối với kết quả của nghiên cứu này, Phó Giáo sư Shitanda, người đã dẫn đầu nghiên cứu nhận xét, "Giám sát liên tục về nồng độ axit lactic tỷ lệ bóng đá kèo nhà cái mồ hôi của con người có thể được áp dụng cho quản lý đào tạo

*Nghiên cứu này được thực hiện với các khoản tài trợ từ Chương trình hỗ trợ phát triển tối ưu của Cơ quan Khoa học và Công nghệ Nhật Bản (JST) (A-Step, JPMJTR21UF) và Hiệp hội các khoản tài trợ khoa học và khoa học của Nhật Bản (JP21H03344)

Thông tin giấy

Tên tạp chí

cảm biến ACS

Tiêu đề giấy

115100_115201

tác giả

Isao Shitanda, Yuki Morishita, Hiroyuki Matsui, Noya Loew, Masahiro Motosuke, Takahiro Mukaimoto, Momoko Kobayashi, Taketo Tatsunori Suzuki, Tsutomu Mikawa, Hikari Watanabe và Masayuki Itagaki

doi

101021/acssensors3c00490