Anforderungsprofil
In Zusammenarbeit mit den Anwendungspartnern werden Anforderungsprofile für die Anwendungsszenarien definiert. Hier sollen Systeme entwickelt werden, die für separate und auch kombinierte Detektion von Analyten im Atemgas und im Schweiß geeignet sind. Grundsätzlich sollen die Systeme so aufgebaut werden, dass Sensoraufbau und Positionierung an Einsatzbedingungen und Nachweismethode angepasst sind. Zum Beispiel sollen Basismodule für die mobile Atemgasdetektion und mobiles Schweiß-Monitoring entworfen werden, deren Funktionalität durch Integration weiterer Sensorkomponenten stetig erweitert werden kann. Im geplanten Vorhaben werden in diese Basismodule neuartige Sensorkomponenten für Atemgas- und Schweiß-Monitoring integriert. Diese neuartigen Sensorkomponenten basieren auf Nanoschichtsensoren, welche in VITAL-SENSE zunächst auf die Detektion literaturbekannter Zielanalyten ausgerichtet sind, die als geeignete Indikatoren für Stress, Erschöpfung, Dehydratation, Erkrankungen und Akutsituationen beschrieben werden. Die besondere Rolle der Anwender bereits bei der Definition der Anforderungsprofile ist vor allem im Bereich Systemaufbau relevant, da beispielsweise die am besten geeignete Positionierung der Sensoren am Körper für zuverlässige und verwertbare Messergebnisse von höchster Wichtigkeit ist. Das System soll für ein dauerhaftes personalisiertes Monitoring geeignet sein. Dadurch wird es noch besser möglich sein, die gemessene Konzentration von Zielanalyten entsprechend einzuordnen in normales gesundes Profil des Probanden, (chronische) Erkrankung, akute Ereignisse oder Stress, Erschöpfung, Dehydratation.
Sensorkomponenten
Vitalparameter in Atemgas
Aceton und Isopren sind geeignete Indikatoren, die im Atemgas vorliegen können und Hinweise auf Stress und Erschöpfung liefern. Ammoniak und Aldehyde, wie Hexanal und Pentanal, können Hinweise auf Störungen der Nierenfunktion liefern. Abweichungen der Feuchte im Atemgas können Hinweise auf Niereninsuffizienz, Diabetes oder aber auch akuten Wasserverlust hinweisen. Hier wird die Kombination der Informationen aus den Atemgasmessungen mit Ionendetektion im Schweiß relevant für die Interpretation der Messergebnisse. Die Entwicklung von Nanosensorschichten wird in VITAL-SENSE auf die Detektion von Aceton, Isopren, Ammoniak und Hexanal fokussieren.
Vitalparameter in Schweiß
Die aktuelle Literatur beschreibt Cortisol als einen der wichtigsten Indikatoren zur Früherkennung von Stress, der im Schweiß nachweisbar ist. Ein weiterer relevanter Parameter, der ebenfalls im Schweiß zu messen ist, ist die Natrium-Ionen-Konzentration, die Hinweise auf Dehydratation oder Störungen der Nierenfunktion oder Diabetes hinweisen kann, sofern ebenfalls die Information über eventuellen Wasserverlust vorliegt. Im Projekt VITAL-SENSE werden Systeme zur Detektion organischer Verbindungen und von Ionen im Schweiß aufgebaut. Exemplarisch werden zunächst die Zielanalyten Cortisol und die Natrium-Ionen-Konzentration detektiert.
