用非侵入式方法直接测量人体皮肤上的化学物质

Amay Bandodkar，部门的博士候选人纳米工程在加利福尼亚大学圣地亚哥大学，谈论他的研究谈论他的可穿戴设备，可以非侵入方式直接测量人类皮肤上的化学品。

您可以向读者提供您的研究概述吗？

我的研究重点是可穿戴设备，它可以以非侵入式的方式直接测量人体皮肤上的化学物质。目前，大多数可穿戴传感器主要用于测量心率、体温、身体运动等物理参数。然而，如果你想全面了解一个人的健康状况，不仅要测量体温或心电图等物理参数，还要测量化学物质，这一点非常重要。只有通过这种方法，人们才能获得对个人幸福的整体看法。

你最近因对可穿戴传感器的研究获得了美国Metrohm公司的青年化学家奖。为什么你们正在开发的可穿戴传感器与目前可用的解决方案不同?

当人们问我，“可穿戴传感器的现状如何?”我用两个词，约翰尼·布拉沃。他的上半身让人印象深刻，下半身却很虚弱。化学传感器基本上是约翰尼·布拉沃的下半身。市场并没有关注什么是真正重要的，一个传感器可以做化学和物理的感觉。我的研究重点是开发可穿戴传感器，与物理传感器互补，并提供一个更全面的视角。

是否有您正在寻找的特定化学品？

这取决于应用程序;例如，血糖是监测糖尿病最关键的化学物质之一。大约有4亿人受到糖尿病的影响，这个数字预计只会增加。糖尿病是一个大问题，现在，最常见的测量血糖水平的方法是刺破你的手指，取血样，然后做测试，这对消费者来说不是很方便。

我们正在开发一种可穿戴的血糖传感器，它可以检测血糖水平，而不需要用手指刺。我们也在研究法医应用。我们的可穿戴法医传感器可以检测到枪击残留物、爆炸物、可卡因或毒品等。目前，进行此类测试的唯一方法是物理收集样本，然后将它们送到一个集中的设备进行分析。我们的可穿戴传感器允许用户在同一地点检测样品。

我们还在寻找探测有毒气体和其他污染物的环境应用。我们正在研究广泛的应用程序。

人体中与生理相关的化学物质可以通过其他方法监测吗?相比之下，你们开发的可穿戴传感器有什么好处?

最好的例子是血糖仪，这是一种手持设备，你必须刺破手指，取血样，然后进行检测。它包括刺手指，这不是很舒服。

我们的可穿戴无创传感器可以做到这一点，但不需要采血。我们还将传感器与市场上已经上市的血糖仪相关联。我们已经看到血糖仪和非侵入性血糖仪之间有很好的相关性。

另一个例子将监测血液中的其他生物化学。测量这些生物化学品需要大机器进行测试。

相比之下，一个小的可穿戴贴片可以很容易地贴在皮肤上。用户可以进行身体活动或其他任何他们想做的事情，传感器持续测量信息，并将其从传感器发送到你的手机或笔记本电脑。从那里，它可以很容易地分布到世界各地，所以它更像是物联网设备。将多个传感器连接在一起，获得关于这个人的更多信息，而不仅仅是一个点数据。

开发过程中的下一步是什么？

我们正在寻找对我们的技术商业化感兴趣的商业伙伴，但从研发的角度来看，我们当然还有很长的路要走。我们想要更多地分析这些设备。我们正在进行更大规模的人口研究，并在这方面与不同的团体合作。

我们希望研究该人的皮肤，年龄，性别，种族等如何影响传感器响应。该开发需要与许多不同的群体合作。与此同时，我们希望使这些设备更加“皮肤状”，以便它们可以像人类皮肤一样伸展和自我愈合（损坏时）。

这些设备需要与可穿戴无线电子设备集成，可以获取，分析和将数据传输到佩戴者。因此，我们与开发低功耗无线电子产品具有专业知识的群体进行合作。

我们还期待与计算机科学家合作，他们做数据分析。这些传感器将收集大量信息，但是用户可以理解的压倒性和太令人生畏。因此，向用户发送最相关的信息并非所有信息非常重要。因此，BID数据分析必然会在可穿戴传感器领域中发挥至关重要的作用。我们也与视觉艺术家合作。重要的是这些传感器很有吸引力。视觉艺术家将艺术带入科学。欧洲杯线上买球所以它不仅仅是茎，而是蒸汽研究。

可穿戴传感器领域的成功确实需要多学科的研究方法。正因为如此，加州大学圣地亚哥分校成立了可穿戴传感器中心，将不同领域的专业研究团队聚集在一个共同的平台上，共同协作，解决可穿戴传感器面临的最具挑战性的问题。

可打印油墨正越来越广泛地应用于各种可打印电子应用。你能告诉我们你们制造的墨水吗?

的确，印刷电子领域正在飞速发展。我的研究主要集中在开发能让打印设备具有“皮肤一样”特性的油墨，包括柔软性、延展性和自愈合性。我们通过结合特定的粘合剂、导电填料和其他添加剂来开发这些油墨。这些油墨组分的性质取决于油墨所需的最终性能。

在进行这一领域的研究时，您克服了哪些主要的障碍?

我们几乎在研究的每一步都遇到了挑战。我们面临的最紧迫的挑战之一是找到最佳策略，将精致的生物分子固定在我们的可穿戴打印设备上，使它们即使在可穿戴设备常见的恶劣条件下也能如预期的表现;由身体运动、环境条件变化、长期稳定性等引起的机械应力。

另一个重要的挑战是我们的设备与其他可穿戴电子设备的无缝集成。制造“像皮肤一样”的可穿戴设备也是一个艰巨的挑战。这种“像皮肤一样”的电子产品至关重要，这样佩戴者在长时间佩戴这些设备时，皮肤就不会受到刺激。

关于Amay Bandodkar.

Amay J。班多卡是加州大学圣地亚哥分校纳米工程系的博士研究生。

他的研究兴趣是开发可穿戴的电化学设备，用于医疗保健，环境和安全应用。

他是接受者2016年Metrohm年轻化学家奖他获得了2016年博士研究生奖(银奖)、2016年希贝尔学者奖、2015年跨学科研究奖和2011年本科生研究发表奖，以表彰他的工程和领导能力。