Диагностика пота - Sweat diagnostics

Диагностика пота
Цельтест на экзокринную потовую железу (в основном)

Диагностика пота зарождающийся неинвазивная техника используется, чтобы дать представление о здоровье человеческого тела. Общий пот диагностические тесты включают тестирование на кистозный фиброз[1] и запрещенные наркотики.[2] Большинство испытаний человеческого пота связано с эккринная потовая железа что в отличие от апокриновая потовая железа, имеет более низкий состав масел.[3]

Хотя пот в основном состоит из воды,[3] в поту содержится много растворенных веществ, которые имеют хоть какое-то отношение к биомаркеры найдено в крови. К ним относятся: натрий (Na+), хлористый (Cl−), калий (K+), аммоний (NH+
4), спирты, лактат, пептиды & белки.[4][5] Разработка устройств, методов измерения и идентификации биомаркеров в поте продолжает оставаться важной задачей. расширяющееся поле для медицинской диагностики и легкой атлетики.

Использование интеллектуальных биосенсоров для анализа пота на коже было описано Brasier et al. Как интернет-судорология (iSudorology). в 2019 году. В нем описывается независимое от лаборатории обнаружение молекулярных цифровых биомаркеров нового поколения в поте.[6]

История

Некоторые из самых ранних опубликованных исследований[7] на состав пота относятся к 19 веку. Дальнейшие исследования[8][9][10] в 20-м веке начали укрепляться представления о физиологии и фармакологии эккринной потовой железы. In-vivo и in vitro Исследования того времени и даже те, которые продолжаются сегодня, выявили многочисленные структурные нюансы и новые молекулы, присутствующие в составе пота. Первое коммерческое использование для диагностики пота включало определение уровня натрия и хлорида у детей для диагностики муковисцидоза. Сегодня одним из самых популярных устройств для этого тестирования является система сбора пота Macroduct от ELITechGroup.[11]

Общие доказательства

Совсем недавно многочисленные исследования показали, что пот может быть альтернативой анализу крови.[12][13] Возможная замена пота анализом крови имеет много потенциальных преимуществ. Например, пот может быть извлечен неинвазивным способом через ионтофорез; извлечены практически без боли; и контролируется постоянно.[14] Однако у технологии есть свои недостатки. Например, еще предстоит продемонстрировать успешное и надежное извлечение пота и его анализ на когезионном устройстве. Кроме того, хотя некоторые механизмы разделения биомаркеров хорошо изучены, разделение других полезных биомаркеров (цитокины, пептиды и т. д.) менее понятны.[4]

Текущее исследование

Портативные устройства

Патчи

Пластыри были продемонстрированы как многообещающая платформа для обнаружения пота.[15][16][17] Простые устройства для долгосрочного сбора, которые проверяют наличие наркотиков или алкоголя, уже представлены на рынке и работают по следующему принципу: пользователь накладывает пластырь, который затем собирает пот в течение нескольких часов или дней, затем пластырь анализируется с использованием методы, такие как ГХ-МС которые являются точными, но имеют недостаток в отсутствии непрерывных измерений и высокой стоимости. Например, средства для диагностики пота на предмет обнаружения запрещенных наркотиков и алкоголя производятся и поставляются соответственно компаниями PharmChem и AlcoPro. Недавно несколько попыток[18] были сделаны для разработки недорогих устройств для непрерывного мониторинга потоотделения на полимерной основе и находятся на ранних стадиях коммерциализации[19].

Совсем недавно несколько стартапов, таких как Xsensio или же Эккринные системы приступили к разработке продуктов для диагностики пота, ориентированных на потребителей, рынок здравоохранения и легкой атлетики. В конечном итоге есть надежда, что эти устройства будут способны обнаруживать изменения в физиологии человека в течение нескольких минут без необходимости повторного сбора и анализа образцов.[20]

Временные татуировки

Инструменты для диагностики пота на основе временных татуировок[21] были продемонстрированы доктором Джозеф Ван группа из Калифорнийский университет в Сан-Диего. В их работу входит диагностика пота на натрий, лактат, аммоний, pH и биотопливо возможности.[22]

Рекомендации

  1. ^ Мишра А., Гривз Р., Масси Дж. (Ноябрь 2005 г.). «Актуальность тестирования пота для диагностики муковисцидоза в эпоху генома». Клинический биохимик. Отзывы. 26 (4): 135–53. ЧВК  1320177. PMID  16648884.
  2. ^ Де Джованни Н., Фуччи Н. (2013). «Текущее состояние тестирования пота на предмет злоупотребления: обзор». Современная лекарственная химия. 20 (4): 545–61. Дои:10.2174/0929867311320040006. PMID  23244520.
  3. ^ а б Вилке К., Мартин А., Терстеген Л., Биль С.С. (июнь 2007 г.). «Краткая история биологии потовых желез». Международный журнал косметической науки. 29 (3): 169–79. Дои:10.1111 / j.1467-2494.2007.00387.x. PMID  18489347.
  4. ^ а б Соннер З., Уайлдер Э., Хайкенфельд Дж., Кастинг Дж., Бейетт Ф., Суэйл Д., Шерман Ф., Джойс Дж., Хаген Дж., Келли-Локнейн Н., Наик Р. (май 2015 г.). «Микрофлюидика эккринной потовой железы, включая разделение биомаркеров, транспортировку и биосенсорные аспекты». Биомикрофлюидика. 9 (3): 031301. Дои:10.1063/1.4921039. ЧВК  4433483. PMID  26045728.
  5. ^ Сато К., Канг WH, Сага К., Сато К.Т. (апрель 1989 г.). «Биология потовых желез и их нарушения. I. Нормальная функция потовых желез». Журнал Американской академии дерматологии. 20 (4): 537–63. Дои:10.1016 / s0190-9622 (89) 70063-3. PMID  2654204.
  6. ^ Brasier N, Eckstein J (2019). «Пот как источник цифровых биомаркеров нового поколения». Цифровые биомаркеры. 3 (3): 155–165. Дои:10.1159/000504387. ЧВК  7011725. PMID  32095774.
  7. ^ Hoelscher JH (1899). "Исследование пота: оригинальные исследования в ста тринадцати случаях". Журнал Американской медицинской ассоциации. 32: 1352–1360. Дои:10.1001 / jama.1899.92450510001003.
  8. ^ Ниман Э., Пальмлов А. (1936). «Удаление этилового спирта из пота». Skandinavisches Archiv für Physiologie. 74 (2): 155–159. Дои:10.1111 / j.1748-1716.1936.tb01150.x.
  9. ^ Шварц И.Л., Тайсен Дж. Х. (январь 1956 г.). «Выведение натрия и калия с потом человека». Журнал клинических исследований. 35 (1): 114–20. Дои:10.1172 / JCI103245. ЧВК  438784. PMID  13278407.
  10. ^ Сато К. (1977). «Физиология, фармакология и биохимия эккринной потовой железы». Обзоры физиологии, биохимии и фармакологии. 79: 51–131. Дои:10.1007 / BFb0037089. ISBN  978-3-540-08326-9. PMID  21440.
  11. ^ Пуллан, штат Нью-Джерси, Терстон В., Барбер С. (май 2013 г.). «Оценка метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой для анализа хлорида пота и натрия для использования в диагностике муковисцидоза». Анналы клинической биохимии. 50 (Pt 3): 267–70. Дои:10.1177/0004563212474565. PMID  23605131.
  12. ^ Чарновски Д., Гурски Ю., Йужвюк Ю., Боронь-Качмарска А. (1992). «Аммиак плазмы - основной источник аммиака в поту». Европейский журнал прикладной физиологии и физиологии труда. 65 (2): 135–7. Дои:10.1007 / bf00705070. PMID  1396636.
  13. ^ Cizza G, Marques AH, Eskandari F, Christie IC, Torvik S, Silverman MN, Phillips TM, Sternberg EM (ноябрь 2008 г.). «Повышенные нейроиммунные биомаркеры в пятнах пота и плазме у женщин в пременопаузе с большим депрессивным расстройством в стадии ремиссии: исследование POWER». Биологическая психиатрия. 64 (10): 907–11. Дои:10.1016 / j.biopsych.2008.05.035. ЧВК  2610843. PMID  18657799.
  14. ^ Банга А.К., Чиен Ю.В. (1988). «Ионтофоретическая доставка лекарств: основы, разработки и биомедицинские приложения». Журнал контролируемого выпуска. 7: 1–24. Дои:10.1016/0168-3659(88)90075-2.
  15. ^ Scutti S (29 октября 2014 г.). «Измерение пота, монитор состояния и диагностическое устройство - будущее носимых технологий». Медицинский ежедневник.
  16. ^ Феннер Р. (8 мая 2015 г.). «CoreSyte выбран в качестве всемирного партнера по легкой атлетике компанией Eccrine Systems». Деловой провод.
  17. ^ Begonia R (5 декабря 2014 г.). «Kenzen Wearable оптимизирует спортивные результаты с помощью анализа гидратации, молочной кислоты и глюкозы в реальном времени». PR Newswire.
  18. ^ Джайн В., Очоа М., Цзян Х., Рахими Р., Цзяи Б. (17.06.2019). «Массово настраиваемый кожный пластырь с дискретными колориметрическими индикаторами для персонализированной количественной оценки скорости потоотделения». Микросистемы и нанотехнология. 5 (1): 29. Bibcode:2019MicNa ... 5 ... 29J. Дои:10.1038 / s41378-019-0067-0. ЧВК  6572848. PMID  31240108.
  19. ^ [1], «Датчик увлажнения кожи и система управления», выпущенный 02.10.2017 
  20. ^ Heikenfeld J (22 октября 2014 г.). «Датчики пота изменят то, как носимые устройства отслеживают состояние вашего здоровья». IEEE Spectrum.
  21. ^ Free K (13 августа 2014 г.). «Временная татуировка для отслеживания тренировок и зарядки телефона». Популярная механика.
  22. ^ Бандодкар А.Дж., Цзя В., Ван Дж. (2015). «Носимые электрохимические устройства на основе татуировок: обзор». Электроанализ. 27 (3): 562–572. Дои:10.1002 / elan.201400537.