美國加州理工學院醫學工程助理教授高偉領導團隊，開發了一種可大規模生產的可穿戴傳感器，通過分析人體的汗液，可以監測人體血液中的代謝物和營養素，以發現可能表示痛風的代謝物和營養物質。研究人員說，與之前開發的針對高濃度化合物的汗液傳感器不同，這次的汗液傳感器除了更容易制造外，還可以檢測出低濃度的汗液化合物。

研究人員認為，這些傳感器將使醫生能夠持續監測患有心血管疾病、糖尿病或腎病等疾病的患者的狀況，所有這些疾病都會導致血液中營養素或代謝產物的含量異常。讓醫生更好地了解患者的病情，同時避免皮下注射針頭的侵入性接觸，對患者會有好處。

“這種可穿戴的汗液傳感器具有在分子水平上快速、連續、無創地捕捉健康變化的潛力，它們可以實現個性化監測、早期診斷和及時干預。”高偉在加利福尼亞理工學院網站上發表的一篇文章中說。

高偉的工作重點是開發基于微流體技術的設備，這種設備通常通過寬度不到四分之一毫米的通道來操作微量液體，微流體技術將汗液蒸發和皮膚污染對傳感精度的影響降到最低。該傳感器可以進行更精確的汗液測量，并可以捕捉濃度的時間變化。

以前，基于微流控技術的可穿戴傳感器大多采用昂貴、復雜的光刻蒸發工藝制造。高偉的團隊改為用石墨烯（一種薄片狀的碳）制作了生物傳感器。基于石墨烯的傳感器和微型微流控通道都是用二氧化碳激光器雕刻塑料片材而形成的。

研究人員選擇讓他們的傳感器測量呼吸頻率、心率以及尿酸和酪氨酸的水平。選擇酪氨酸是因為它可以指示代謝紊亂、肝病、飲食紊亂和神經精神狀況；之所以選擇尿酸，是因為尿酸水平升高與痛風有關，痛風是一種在全球范圍內呈上升趨勢的疼痛性關節疾病，當體內高水平的尿酸開始在關節（尤其是腳的關節）中結晶時，就會發生痛風，從而引起刺激和炎癥。

為了評估傳感器的性能，研究人員對兩組健康的個體和患者進行了一系列的測試，一組是受過訓練的運動員，另一組是一般健康的人。傳感器顯示運動員汗液中酪氨酸含量較低。為了檢測尿酸水平，研究人員監測了健康人在禁食期間以及在他們吃了富含嘌呤的食物后的出汗水平，嘌呤是代謝成尿酸的食物化合物，傳感器顯示飯后尿酸水平上升。高偉的團隊還對痛風患者進行了類似的測試，發現他們的尿酸水平遠遠高于健康人。為了檢驗傳感器的準確性，研究人員還從痛風患者和健康受試者身上采集了血樣，傳感器對尿酸水平的測量與血液中化合物的水平密切相關。

高偉指出，這些傳感器的高靈敏度以及易于制造的特性，意味著它們最終可能被家庭患者用于監測痛風、糖尿病和心血管疾病等疾病，掌握準確的實時健康信息甚至可以讓患者根據需要調整自己的藥物水平和飲食。