西北大学教授约翰·A·罗杰斯与包括佳得乐，西雅图水手，美国空军和Shirley Ryan AbilityLab在内的众多合作伙伴合作，将他的可穿戴式微流体汗液分析系统推向广泛分布。
该装置可准确，实时地测量汗液和汗液生物标志物，使运动员，军事人员，健身专家和其他人能够监测出汗率和电解质损失，从而保持水分，补充电解质并保持在游戏中。
这些合作伙伴关系的目的是进一步开发，测试和验证罗杰斯的设备，该设备通过简单，实时的视觉读数监测汗液流失并分析汗液化学成分。
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此前在罗杰斯的西北工程实验室开发，柔软，灵活的设备坐在皮肤上，测量汗水，以确定身体对运动的反应。通过西北大学的创新和新风险办公室(INVO)从罗杰斯集团发起，创业公司Epicore Biosystems已经为这些微流体设备建立了大批量生产能力。它还计划将它们与营养，皮肤健康，化妆品和运动保湿产品共同包装，并有额外的可能性用于临床医学和康复。
“Gatorade体育科学研究所非常了解汗水问题，他们在评估这一领域的新技术方面拥有非常严格的测试协议，”Rogers说，Louis Simpson和Kimberly Querrey材料科学与工程教授，生物医学工程和神经外科在McCormick和西北大学Feinberg医学院，他是生物集成电子中心(CBIE)的主任。
“我们在佳得乐体育科学研究所的使命一直是帮助运动员通过水合和运动科学的研究和教育来优化他们的健康和表现，”佳得乐体育科学研究所首席科学家Lindsay Baker博士说。“通过与Epicore Biosystems的合作，我们正在开发令人兴奋的测量和监测汗水的新方法，这可以帮助我们更好地为运动员推荐补水策略。”
罗格斯的微流控设计最初于2016年推出，在过去一年中取得了长足的进步。早期的设计测量了汗液中的氯化物损失，葡萄糖，乳酸和pH值。较新的平台还量化了重金属的浓度，如铅和砷，尿素和肌酐水平，后者与肾脏健康有关。
罗杰斯说：“一年前的设备可以确定运动期间的平均氯离子浓度。” “但是现在我们的设备按时间顺序填充。这很重要，因为汗液生物标记物的变化会让你在锻炼时产生疲劳感。我们之前没有这种能力。”
更好的是：运动员不需要暂停他或她的锻炼来破译复杂的信息。相反，他或她可以通过简单的一瞥监控这些顺序变化的水平。在运动过程中，汗水蜿蜒穿过设备的微观通道并进入不同的隔间。在这些隔室中，与化学试剂的反应导致可见的颜色变化，其定量地与电解质浓度相关。
罗杰斯说：“大多数人都想知道他们是否会失去很多氯化物，一点点或几乎没有。” “他们可以只关注设备并确定他们的电解质水平是高，中还是低。”
该研究与佳得乐体育科学研究所的科学家合着，于2月16日在线发表在“ 科学进展 ”杂志上。罗杰斯还将于 2月17日在德克萨斯州奥斯汀举行的美国科学促进会(AAAS)年会上作为生物集成技术讲座的一部分展示这项工作。罗杰斯将讨论如何利用他的技术来帮助康复中风患者。
这些最新平台的另一个独特功能是能够在水上运动中测量用户的汗水，即使在完全水下时也是如此。新的粘合材料和微流体设计保持皮肤的水密密封，以捕获和分析汗水，同时防止周围的水进入设备的微观通道。这些系统首先部署在铁人三项运动员身上，现在经常被西北大学的游泳队使用。
“我们一直担心在训练和比赛期间出汗对水合作用和表现的影响，但直到现在，我们还没有办法进行定量测量，”西北大学男子游泳队主教练Jarod Schroeder说。“罗杰斯集团的皮肤微流体装置首次让我们能够持续确定汗液和电解质的流失，因为它在游泳时会在游泳池中发生，对我们的运动员没有任何不利影响。这些见解非常有趣。池中出现高水平的汗液需要仔细安排补液。“
通过Epicore Biosystems和CBIE，设备现已广泛部署，并拥有广泛的不同组织。西雅图水手队正在使用数百种设备在春季训练期间跟踪球员。
“这些薄而灵活的微流体网络使我们能够定量跟踪组织中运动员的汗液流失和汗液化学，”医学博士和水手高绩效主管Lorena Martin说道。“这些数据可以在游戏或练习的任何时候为我们提供有关电解质平衡和身体化学的独特，详细的，特定于玩家的信息。”
位于俄亥俄州代顿的莱特 - 帕特森空军基地的现役飞行员也在使用这些装置。
“汗水含有丰富的生理信息，与生理健康和认知状态有关，”空军研究实验室研究化学家詹妮弗·马丁说。“监测皮肤原位汗液流失和汗液化学的能力令人感兴趣，因为这些数据可以让我们在训练或战场上的艰苦条件下更有效地管理军事准备。”
患者也在使用Shirley Ryan AbilityLab的设备，Shirley Ryan AbilityLab是美国顶级转化研究医院之一。那里的研究人员正在探讨出汗时左/右不对称作为中风患者康复的指标。这些设备还可以帮助临床医生监测患者在康复过程中的汗液化学差异。
“这些装置的高度视觉和动态特性使我们的临床医生能够轻松监测中风等自主神经疾病康复患者的汗液流失和体力消耗，”Shirley康复技术和结果研究MaxNäder实验室主任Arun Jayaraman说。 Ryan AbilityLab。“同时测量多个身体部位出汗的独特能力开启了使用异常出汗作为恢复状态指标的可能性。”
随着技术走向商业化，Rogers的团队，包括CBIE转化科学主任Roozbeh Ghaffari博士，正在继续通过不断扩大的合作伙伴集合来测试缩放研究中的微流体装置。罗杰斯预计，明年该技术的一个版本可能掌握在军事人员，运动队和消费者手中，这在很大程度上归功于该技术的简单，低成本特性以及对最终用户的广泛吸引力。
“与美国空军和佳得乐等科学驱动型组织合作将有助于我们推出一类新的可穿戴技术 - 提供有关汗水的定量信息，有可能从根本上改变人们管理水合作用的方式，健康和表现，“Ghaffari说。
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