स्पोर्ट्स हाय-टेक - पहनने योग्य लैक्टेट सेंसर

हम अक्सर व्यायाम के दौरान लैक्टिक एसिड का जिक्र करते हैं और हम सभी जानते हैं कि लैक्टिक एसिड का उत्पादन शरीर के लिए हानिकारक होता है। तो व्यायाम और लैक्टिक एसिड के बीच क्या संबंध है?

व्यायाम के दौरान लैक्टिक एसिड (पसीने में मौजूद एक यौगिक) एक महत्वपूर्ण बायोमार्कर है। यह कार्यात्मक प्रणालियों में एक बहुत ही महत्वपूर्ण स्थान रखता है और मानव शरीर में -उत्पाद द्वारा सामान्य है। ज़ोरदार व्यायाम के बाद, लोग रक्त में अधिक उत्पादन करते हैं। दुग्धाम्ल।

उदाहरण के लिए: लैक्टेट, जो ऊतकों में ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में ग्लूकोज के टूटने के दौरान उत्पन्न होता है, रक्त और पसीने दोनों में मौजूद एक महत्वपूर्ण बायोमार्कर है, जो शारीरिक गतिविधि की तीव्रता और मांसपेशियों की ऑक्सीजन की स्थिति को दर्शाता है।

During exercise, energy-requiring muscles quickly run out of oxygen and fall back on an alternate metabolic pathway to provide energy at the "cost" of accumulating lactate, which can cause pain and fatigue.

फिर लैक्टेट को रक्तप्रवाह में छोड़ दिया जाता है और पसीने के माध्यम से आंशिक रूप से समाप्त कर दिया जाता है, जिसका अर्थ है कि पहनने योग्य रासायनिक सेंसर वास्तविक समय में व्यायाम की तीव्रता या मांसपेशियों की स्थिति दिखाने के लिए पसीने में लैक्टेट की एकाग्रता को माप सकते हैं।

During training, the uncomfortable burning sensation in the muscles is not caused by lactic acid, but by hydrogen ions produced by the pH drop in the body. The fatigue of muscle strength is related to lactic acid, but the cause of discomfort and subsequent residual pain It's more related to acid in the blood, when muscle fatigue usually means acidosis or an increase in the accumulation of lactic acid in the blood.

लैक्टिक एसिड थकान का कारण नहीं है, लेकिन यह प्रशिक्षण में गिरावट के साथ संबंध रखता है, इसलिए इसे थकान में मदद करने के लिए जैव रासायनिक रीसाइक्लिंग के हिस्से के रूप में सोचा जा सकता है।

हाल ही में, कई शोधकर्ता व्यायाम और लैक्टिक एसिड और खेल प्रशिक्षण में लैक्टिक एसिड के अनुप्रयोग के बीच संबंधों पर लगातार शोध कर रहे हैं, और बहुत अच्छे परिणाम प्राप्त हुए हैं। कार्यात्मक स्थिति, आदि।

पहनने योग्य सेंसर के आगे विकास के साथ, पारंपरिक रासायनिक वर्णमिति के अलावा, गैर - आक्रामक रूप से पसीना लैक्टेट माप को लागू करने और व्यायाम के दौरान इसके विकास को लगातार ट्रैक करने की संभावना, लैक्टेट सामग्री का पता लगाने के मामले में हमारे करीब लगती है।

Recently, ACS (American Chemical Society) published an article - Can Wearable Sweat Lactate Sensors Contribute to Sports Physiology? It's incomplete, but exercise physiologists are investigating whether the technology could improve athletic performance while preventing injuries.

शोधकर्ताओं ने कहा कि लैक्टेट सेंसर तकनीक का लक्ष्य वास्तविक समय में मानव शरीर में लैक्टिक एसिड सामग्री की निगरानी करना और इसे मानव व्यायाम की स्थिति से जोड़ना है, ताकि वास्तविक समय में पुष्टि की जा सके कि एथलीट द्वारा लगाया गया बल बहुत अधिक है या नहीं। बड़ा या बहुत छोटा, और प्रशिक्षण दक्षता में सुधार। फिलहाल लक्ष्य अभी दूर है। पसीने और रक्त लैक्टेट और अन्य बायोमार्कर के बीच संबंधों की समझ की कमी भी है, क्योंकि एथलेटिक प्रदर्शन और लैक्टेट सांद्रता के बीच संबंध के लिए अपर्याप्त सबूत हैं।

लैक्टिक एसिड फिटनेस परीक्षण के दौरान एथलीट के एथलेटिक प्रदर्शन के स्तर का आकलन करने के लिए एक खेल वैज्ञानिक या कोच द्वारा मापा गया एक उप-उत्पाद है, और वास्तविक-समय पसीना लैक्टेट माप, अन्य बायोमार्कर के साथ, अनुमति देता है प्रशिक्षण सत्रों की पूरी तरह से निगरानी और समायोजन किया जाना चाहिए, जो यह सुनिश्चित करता है कि एथलीट बहुत कठिन या बहुत कम प्रशिक्षण न लें, जिससे सही प्रशिक्षण आहार प्रदान किया जा सके जो एथलीट को लंबी अवधि में बेहतर प्रदर्शन करने में सक्षम बनाता है।

तापमान और पीएच अक्सर लैक्टिक एसिड के इलेक्ट्रोकेमिकल रीडिंग को प्रभावित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप माप अपेक्षा से बहुत कम होते हैं, इसलिए शोधकर्ताओं ने एक ऐसी विधि विकसित की जो लैक्टिक एसिड को पसीने से अलग करने के लिए सेंसर के बाहर विशेष रूप से डिज़ाइन की गई बहुलक परत का उपयोग करती है।

बहुलक सेंसर में प्रतिक्रियाशील एंजाइमों को लैक्टिक एसिड के अलावा किसी भी चीज़ के साथ प्रतिक्रिया करने से बचाता है और सेंसर को लैक्टिक एसिड की उच्च सांद्रता को पढ़ने में सक्षम बनाता है, जो आमतौर पर इलेक्ट्रोकेमिकल सेंसर द्वारा पढ़ा जाता है।

The researchers are currently using the technology for physical tests, where blood and sweat measurements correlate with athletic performance in athletes, and sweat samples are taken to validate the sensor's performance in the lab.

हाल के एक अध्ययन में, टोक्यो विज्ञान और प्रौद्योगिकी विश्वविद्यालय ने वास्तविक समय में पसीने में लैक्टिक एसिड की सांद्रता को मापने के लिए एक नरम और गैर -परेशान करने वाला माइक्रोफ्लुइडिक सेंसर विकसित किया, एक पहनने योग्य उपकरण जो गहन शारीरिक व्यायाम या निगरानी के दौरान मदद करेगा काम के दौरान आपके शरीर की स्थिति।

The researchers employed a method called "electron-beam-induced graft polymerization," in which functional molecules are bound to carbon-based materials that can spontaneously bind enzymes.

शोधकर्ताओं ने सामग्री को एक तरल स्याही में बनाया जिसका उपयोग इलेक्ट्रोड को प्रिंट करने के लिए किया जा सकता है। अंतिम भाग एक लचीले इलेक्ट्रोड सेंसर का उपयोग करना था ताकि इसे स्क्रीन प्रिंटिंग के साथ संगत बनाया जा सके, एक हल्की प्रक्रिया जिसे बढ़ाया जा सकता है। संवेदन तंत्र को पूरा करने के बाद, शोधकर्ताओं ने अध्ययन किया कर्मियों ने पसीने को इकट्ठा करने और इसे सेंसर तक पहुंचाने के लिए एक उपयुक्त प्रणाली तैयार की।

यह पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन (पीडीएमएस) सामग्री से बने एक सूक्ष्म -पसीना संग्रह प्रणाली द्वारा प्राप्त किया जाता है, जिसमें कई छोटे इनलेट, एक आउटलेट और सेंसर के बीच एक कक्ष शामिल होता है, जो त्वचा के साथ सीधे संपर्क कर सकता है।

The detection of the sensor and its operating range for lactate concentrations have been determined to be suitable for studying the "lactate threshold," the point in time at which aerobic metabolism changes to anaerobic metabolism during exercise.

मानव स्वास्थ्य और चिकित्सा देखभाल जैसे संबंधित अनुप्रयोगों के लिए वास्तविक-शारीरिक घटनाओं की समय पर निगरानी महत्वपूर्ण है, और लैक्टेट थ्रेशोल्ड की निगरानी रोगियों और बुजुर्गों के पुनर्वास के लिए एथलीटों के प्रशिक्षण और व्यायाम दिनचर्या को अनुकूलित करने में मदद करेगी, और प्रगति को नियंत्रित करेगी। गति।

शोधकर्ता पहले से ही वास्तविक-विश्व परिदृश्यों में सेंसर के कार्यान्वयन का परीक्षण कर रहे हैं, और इस शोध में प्रगति पहनने योग्य रासायनिक सेंसर के क्षेत्र को विकसित करने में मदद करेगी जो हमें शारीरिक प्रक्रियाओं को बेहतर ढंग से ट्रैक करने और स्वस्थ रहने में मदद करती है।

Many studies have shown that lactate testing can help us clarify and understand the principle of training, regulate and control training intensity, assess and predict training level, so lactate is often called "training ruler".

अधिकांश रक्त परीक्षणों की विशिष्ट कमियों को दूर करने के लिए स्वेट लैक्टेट सेंसर को एक आशाजनक समाधान के रूप में पुष्टि की गई है।

वर्तमान में, लैक्टिक एसिड परीक्षण विधियों के निरंतर सुधार और बड़े पैमाने पर फिटनेस प्रशिक्षण के पेशेवर विकास की प्रवृत्ति के साथ, लैक्टिक एसिड परीक्षण और मूल्यांकन खेल विज्ञान में अधिक से अधिक व्यापक रूप से उपयोग किया जाएगा।

एक सेंसिंग कंपनी द्वारा विकसित दो लचीले इंटरडिजिटल इलेक्ट्रोड क्रमशः पीआई और पीईटी पर आधारित होते हैं। पीआई/पीईटी का उपयोग लचीला और फैलाए जाने योग्य होने के लिए, इलेक्ट्रोड मानव त्वचा को बारीकी से फिट कर सकते हैं और अब व्यापक रूप से पहनने योग्य उपकरणों में उपयोग किए जाते हैं। स्वेट लैक्टेट सेंसिंग डिटेक्शन जैसे सेंसर।

पीआई लचीला इंटरडिजिटल इलेक्ट्रोड एक कार्बनिक बहुलक फिल्म है, जो न केवल हाइड्रोलिसिस, उच्च तापमान और जंग के लिए प्रतिरोधी है, बल्कि इसमें अच्छी जैव-रासायनिकता और लाभकारी इन्सुलेशन भी है।