Mänsklig svett innehåller flera biomolekyler som forskarvärlden undersöker för icke-invasiva medicinska tester. Analysera svett för forskning, dock, är ofta dyrt, och enheter är vanligtvis tillförlitliga under endast en begränsad tid.

Forskare vid North Carolina State University har konstruerat en pappersbaserad enhet som en modell av wearables som kan samla in, transportera och analysera svett i nästa generations bärbara teknologi. Genom att använda en process som kallas kapillärverkan, liknande vattentransport i växter, enheten använder avdunstning för att suga upp vätska som efterliknar mänsklig svett till en sensor i upp till 10 dagar eller längre. De diskuterar sitt arbete i tidskriften Biomikrofluidik .

Arbetet var ett samarbete mellan Orlin Velev och Michael Dickey, ge råd om forskningen av doktoranderna Timothy Shay och Tamogna Saha, som en del av NSF Center for Advanced Self-Powered Systems of Integrated Sensors and Technologies. Målet är att använda pappers egenskaper för att peka på en väg framåt för mer överkomliga, långvariga enheter.

Ett centralt problem för alla enheter för att analysera svett är att svett innehåller salt, som, vid avdunstning, kommer att avsättas på en enhet och störa vätskeflödet. Teamets enhet packar tätt avsatta saltkristaller, möjliggör längre användning och ett sätt att studera tidpunkten för när kemikalier finns i svetten.

"Vi förväntade oss att flödet av modellens svett kommer att undertryckas av avsättningen av ett saltlager inuti torkdynan, " Sa Velev. "Genom att följa flödet av modellsvett, vi hittade, ganska överraskande, att en så enkel papperskonstruktion kan uppnå kontinuerlig svettpumpning och bortskaffande under mycket långa perioder."

Pappersmikrofluidiska enheter kan också användas som bärbara plåster för att bedöma förloppet av vissa sjukdomar eller hur väl patienterna följer läkemedelsregimer.

"De biologiska markörerna eller läkemedelsmetaboliterna som sipprar in i patientens svett under en lång period kommer att fångas på pappersdynan och bevaras på ett tidsstämplat sätt för att analyseras senare, liknar trädringar som bevarar trädets utveckling, sa Dickey.

Drivs av vätskan som suger genom papper, enheten kräver ingen extern ström. Dess låga kostnad utgör också användningar för billiga medicinska tester i patientpopulationer med låg resurser som kämpar för att få tillgång till sådan testning. Sådana hudplåsteranalyser skulle kunna ta bort behovet av att ta blodprover.

Teamet har startat en serie mänskliga försök för att utforska hur tekniken ger långsiktig biomarköranalys, och de ser till att återuppta försöken när pandemiska säkerhetsåtgärder gör det möjligt att fortsätta.