汗液中含有多种生化指标，可以告诉我们很多关于健康的信息。例如，汗液pH值(即酸碱度)的变化可以告诉我们身体是否脱水，并有助于诊断皮肤状况，如皮炎、痤疮和其他皮肤感染。在糖尿病患者中，汗液的pH值可以作为其他危及生命情况的良好指标，例如，过度出汗和夜间出汗时的高汗液pH值可能是由长时间的低血糖引起的，需要进行医疗干预。

新加坡国立大学的一组研究人员设计出了一种可穿戴健康监测装置的“附加组件”，可以通过用户的汗液来了解他们的健康状况。这种新型的汗液pH值监测器可以很容易地集成到现有的健身追踪器或智能手表中，成本非常低，能够连续测量和监控用户汗液的酸碱度、心率和氧气浓度。通过这种方式，用户可以享受24小时、个性化、非侵入性的健康评估。

研究团队由新加坡国立大学电子与计算机工程专业博士生Ananta Narayanan Balaji先生、新加坡国立大学电子与计算机工程专业博士生陈源女士、新加坡国立大学生物医学工程专业博士生邵惠林助理教授、新加坡国立大学计算机科学专业王博博士、裴立轩教授组成。

“目前大多数健身追踪器和智能手表都可以测量心率、血氧饱和度、步数甚至睡眠周期等健康指标，但它们无法在分子水平上追踪健康指标。”因此，我们发明了pH值表，因为汗水是一种很容易获取的体液，它由一系列生物化学标记组成，可以用来以一种非侵入性的方式监测个人的健康状况。”

为什么汗水的pH值很重要

“pH”一词的意思是“氢的电势”，pH值从0到14表示一种物质的酸性或碱性(也称为碱性)。pH值为7是中性的，而pH值小于7是酸性的。读数大于7是碱性的。健康皮肤的pH值通常为5.5。

“当身体脱水时，汗液中的钠含量会增加，这可以通过较高的pH值来表示。”平衡的pH值对皮肤健康也很重要——如果我们的皮肤太酸或太碱，就会出现皮炎和痤疮等皮肤问题。对于糖尿病患者来说，在过度出汗和夜间出汗时的高pH值可能表明患者的血糖水平较低，”Ananta先生解释说。

pH值手表是如何工作的

新加坡国立大学的研究人员发明的pH值表利用了现有的脉搏血氧仪芯片，用于健身追踪器和智能手表，可以测量用户的心率和氧饱和度水平。

脉搏血氧计由位于皮肤和设备之间的红色和红外光传感器组成。脉搏血氧计向使用者的皮肤发射可见的红色和不可见的红外光，并计算两种光的波长差来确定血液中的氧含量。在医院里，它们通常夹在病人的食指上，用来测量和监测病人的血氧饱和度。

新加坡国立大学的研究小组制造了一种灵活的、高度灵敏的pH汗液传感器，它与脉搏血氧计配合良好。具体来说，汗液传感器是使用一种材料制成的，当它接触到不同的汗液pH值时，会改变颜色;这些颜色的变化是为了配合脉搏血氧计的记录功能而设计的。通过整合这个定制的酸碱传感器和团队的遥感算法到现有健身追踪器或smartwatches已经有一个内置的脉搏血氧计,pH值表可以同时监控用户的汗水的pH值,随着实时心率和血氧饱和度值,约有90%的准确率。

“我们使用聚苯胺聚合物从无到有地设计和制造了pH传感器，聚苯胺聚合物是一种廉价、耐用但非常灵活的材料。研发出这种pH值传感器的陈女士表示:“它与皮肤非常贴合，可以添加到任何带有脉搏血氧计的智能手表上，从而实现对汗液pH值的连续测量。即使在日常使用中，这种传感器也可以重复使用一年以上。”

“我们的pH值表工作效率非常高。它只需要20KB的随机存取存储器(RAM)来处理数据。它也非常省电——pH传感器是无源的，不需要电源，而pH感知算法使用的电量不到智能手表总功耗的0.01%，”开发了pH感知算法和系统原型的Ananta先生说。

他补充说:“pH传感器可以很容易地安装在任何带有脉搏血氧计的可穿戴设备上。它可以采用任何形式——臂带、胸带或头带——但我们已经开发出一种类似手表的可穿戴原型，因为腕表在用户中很受欢迎。pH值表的潜在用途不仅限于运动员;它可以被任何用户使用，因为我们会在日常活动中出汗，比如走路或跑步。而且，由于它的非侵入性，它可以作为老年人和儿童的个人健康监测设备。”

“我们最好的知识,pH值看是第一个演示一个可重用的传感器,可以方便地集成到今天的汗水smartwatches脉搏血氧仪,为生物标志物的无处不在的传感铺平了道路,”邵助理教授说一起监督这个项目Peh Li-Shiuan新加坡国立大学的计算机科学教授。

该团队目前正在研究汗液中的其他生物标志物，并探索使用其他现有的传感器来检测更多的汗液生物标志物。