マイクロ流体パッチ型発汗センサーの開発 (sweat sensor)

1. 発汗の背景的価値：汗には電解質や代謝物（クレアチニン、尿素）などの血液濃度を反映する重要な指標が含まれており、脱水症や腎機能障害（例：尿毒症）の診断における主要なバイオマーカーとして大きな注目を集めています。

技術的移行：従来の吸収パッドにおける汚染や蒸発などの制限を克服するため、即時収集と高精度分析を可能にする柔軟なウェアラブルマイクロ流体デバイスの開発が不可欠です。

国内外の動向：米国などの国々では既に軍事・スポーツ分野でリアルタイムIoT監視技術を活用していますが、韓国では韓国人に最適化された生理学的データの確保と堅牢な医療分析システムの構築が急務となっています。

2. 目的 脱水状態と腎臓の健康状態をモニタリングするため、ナトリウムとクレアチニンの高感度リアルタイム検出を可能にするSERSバイオセンサーを統合した皮膚インターフェースマイクロ流体プラットフォームを開発すること。

3. 研究計画

1. 対象者の選択：腎臓疾患（クレアチニン値1.5 mg/dL以上）で来院する患者からインフォームド・コンセントを得て募集します。
2. 臨床スケジュール：対象者の定期血液検査日に合わせて臨床研究を実施します。
3. パッチ貼付：発汗収集パッチと対照吸収パッドを1～2箇所の体表面（例：胸部中央、額）に貼付します。
4. 発汗誘導：対象者を電気式温熱チャンバー内で30分間待機させて発汗を誘導します。
5. 吸収パッド収集：時系列データを収集できない対照パッドについては、最初に2枚貼付し、発汗分泌の初期段階で回収します。
6. マイクロ流体パッチ収集：収集された汗の体積（対象者あたり約100μL）を測定して発汗量を算出した後、密封して研究室へ輸送します。
7. 比較サンプル処理：使用前後の吸収パッドの重量を測定して体液喪失量を算出します。汗サンプル（対象者あたり約500μL）をマイクロチューブに抽出して輸送します。
8. 汚染防止：輸送中にドライアイスと断熱クーラーを使用し、サンプルの劣化や汚染を防止します。
9. 定量分析と評価：提案するSERSベースの手法および標準分析機器（HPLCまたはLC-MS）を用いて両サンプルからナトリウムとクレアチニンレベルの定量分析を実施します。時間経過に伴うバイオマーカーと発汗量の変化を比較し、各対象者の水分補給状態と腎機能パターンを評価・要約します。