発汗成分モニタリングのためのウェアラブルセンサの創成と熱中症との相関解析

本研究では，暑熱環境下における熱中症の予兆を体液中のバイオマーカーから評価する新たな手法について研究している．本年度は，転写印刷型の塩化物イオンセンサを用いた実装評価試験ならびに新規流路付乳酸センサの開発および実装評価試験を行った．現在，運動している人の汗中に含まれる電解質をモニタリングするための，ウェアラブルデバイスが注目されている．しかし，直接基板上に電極を印刷するとセンサが皮膚に触れてしまうことによって，かぶれが生じる可能性がある．この問題を解決するために，転写印刷型塩化物イオンセンサを作製した2．不織布にセンサを転写印刷することで，皮膚に触れないで測定ができることが示された．しかし,リアルタイムでのモニタリングに使用するためには，センサの汗検出部において古い汗と新鮮な汗が混ざらないように常に古い汗は排出される必要がある．また，発汗してからタイムラグのない素早い応答が必要であるため，応答性を向上させる必要がある．そこで，本研究では高吸水性繊維(SAF)を用いた汗の排出機構の検討を行った．また，参照極膜にノニオン性界面活性剤を添加することで，吸水性を高めて塩化物イオンセンサの応答性を向上させることを試みた．また，作製した塩化物イオンセンサを実際に人体に着装した試験を行った．測定結果より，発汗してから運動終了までセンサの電位は減少した．これは，運動により汗中の塩化物イオン濃度が上昇しているためと考えられた．また，脱水量計との相関がみられた．乳酸センサについては，運動強度が増加するともに血中乳酸および汗中乳酸の増加がみられ，互いに相関があることが示唆された．

本研究では，暑熱環境下における熱中症の予兆を体液中のバイオマーカーから評価する新たな手法について研究している．本年度は，転写印刷型の塩化物イオンセンサを用いた実装評価試験ならびに新規流路付乳酸センサの開発および実装評価試験を行った．現在，運動している人の汗中に含まれる電解質をモニタリングするための，ウェアラブルデバイスが注目されている．しかし，直接基板上に電極を印刷するとセンサが皮膚に触れてしまうことによって，かぶれが生じる可能性がある．この問題を解決するために，転写印刷型塩化物イオンセンサを作製した2．不織布にセンサを転写印刷することで，皮膚に触れないで測定ができることが示された．しかし,リアルタイムでのモニタリングに使用するためには，センサの汗検出部において古い汗と新鮮な汗が混ざらないように常に古い汗は排出される必要がある．また，発汗してからタイムラグのない素早い応答が必要であるため，応答性を向上させる必要がある．そこで，本研究では高吸水性繊維(SAF)を用いた汗の排出機構の検討を行った．また，参照極膜にノニオン性界面活性剤を添加することで，吸水性を高めて塩化物イオンセンサの応答性を向上させることを試みた．また，作製した塩化物イオンセンサを実際に人体に着装した試験を行った．測定結果より，発汗してから運動終了までセンサの電位は減少した．これは，運動により汗中の塩化物イオン濃度が上昇しているためと考えられた．また，脱水量計との相関がみられた．乳酸センサについては，運動強度が増加するともに血中乳酸および汗中乳酸の増加がみられ，互いに相関があることが示唆された．