基于汗液与间质液双重生物流体监测的血乳酸动态变化研究及其在运动科学与临床医学中的应用

《Talanta》：Monitoring blood lactate dynamics through sweat and interstitial fluid biofluids

本研究开发了一种集成微针间质液（ISF）乳酸传感器与触摸式汗液电化学贴片的双可穿戴系统，实现了运动过程中血乳酸的无创/微创实时监测。结果表明ISF乳酸与血乳酸高度相关（ρ=0.93），而汗液乳酸（ρ=0.36）和pH（ρ=0.23）相关性较弱，证实了微针ISF传感器在精确监测系统性乳酸水平的优势，为运动训练强度优化和临床代谢紊乱预警提供了创新解决方案。

　　

亮点

本研究开发了一种双平台系统，用于实时监测多种生物流体中的乳酸水平，以更好地理解乳酸动态及其与运动表现的相关性。该系统结合了（1）用于手臂间质液（ISF）乳酸检测的微针传感器，和（2）嵌入自行车把手中的触摸式电化学传感器，用于同步检测指尖汗液乳酸和pH。把手设置模拟了运动场景，使受试者能够在进行有氧运动时通过简单触摸轻松提供汗液样本。

化学品

所有试剂和溶剂均按原样使用。银/氯化银（Ag/AgCl，E2414，Ercon）和碳普鲁士蓝（PB）油墨购自Ercon公司（美国马萨诸塞州韦勒姆）。超级p导电炭黑（Lib-SP）购自MTI公司（美国加利福尼亚州里士满）。聚氨酯（Tecoflex EG-80A）来自路博润公司（美国俄亥俄州威克利夫）。石墨（粉末）购自Thermo Scientific Chemicals（美国马萨诸塞州沃尔瑟姆）。四氢呋喃（HPLC，C₄H₈O，99.8%）购自Fischer Scientific。

乳酸传感器的制备与表征

汗液电位法pH传感器和计时安培法乳酸传感器，以及用于间质液（ISF）的计时安培法乳酸微针均被制备并进行了表征（图2）。优化和体外表征对于开发高效的传感平台至关重要。因此，对每个传感器进行了单独表征，以评估关键性能参数，包括应用电位、相关浓度范围内的校准、稳定性和重现性。

工作电极的制备涉及多个步骤，以确保高灵敏度和特异性。

结论

在这项研究中，我们开发了一个双平台系统，用于实时监测多种生物流体中的乳酸水平，以更好地理解乳酸动态及其与运动表现的相关性。该系统结合了（1）用于手臂间质液（ISF）乳酸检测的微针传感器，和（2）嵌入自行车把手中的触摸式电化学传感器，用于同步检测指尖汗液乳酸和pH。把手设置模拟了运动场景，