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一个基于触摸的微型传感器使用汗液来检测体内锂的含量
来源:赛斯维传感器网 发表于 2022/8/22

来源:朱嘉伦和林书玉


锂可以缓解双相情感障碍和抑郁症的症状——如果摄入量恰到好处。太少不会起作用,而太多会带来危险的副作用。为了准确监测体内这种药物的含量,患者需要接受侵入性血液检查。但是今天,科学家们报告了一种微型传感器的发明,该传感器可以在短短 30 秒内检测指尖表面汗液中的锂含量,而无需前往诊所。


研究人员今天将在美国化学学会 (acs) 的秋季会议上展示他们的研究结果。


锂不仅需要以一定的剂量服用,而且患者经常难以按规定服用,并且可能会错过药片。因此,当药物似乎不起作用时,医疗保健提供者需要知道患者实际吞咽了多少药物。但是当前的监控选项有很大的缺点。例如,抽血会产生准确的结果,但它们具有侵入性且耗时。与此同时,药丸计数器不直接测量药物的摄入量。为了解决这些限制,该团队转向另一种体液。


“虽然它可能不可见,但人体会不断产生汗水,而且通常只有非常少量的汗水,”与研究生朱嘉伦共同展示这项工作的研究生研究员林书玉博士说。会议。“从药物中提取的小分子,包括锂,出现在汗液中。我们认为这是开发一种新型传感器来检测这些分子的机会。”


加州大学洛杉矶分校项目研究员 sam emaminejad 博士说:“只需轻轻一按,我们的新设备就可以获得有关体内循环的临床有用的分子水平信息。” (加州大学洛杉矶分校)。“我们已经与许多基于触摸的电子产品进行交互,例如智能手机和键盘,因此这种传感器可以无缝集成到日常生活中。”


然而,设计一种检测锂的传感器提出了一些技术挑战。汗水通常仅以微量存在,但检测锂带电粒子所需的电化学传感需要水性或水性环境。为了提供它,该团队设计了一种含有甘油的水基凝胶。这种额外的成分可以防止凝胶变干,并为传感器的电子部分创造了一个可控的环境。


为了在锂离子穿过凝胶后捕获锂离子,该团队使用了离子选择性电极。与参比电极相比,积累的离子会产生电位差。研究人员利用这种差异来推断汗液中锂的浓度。这些组件共同组成了一个微型矩形传感器,它比图钉的头部还小,可以在大约 30 秒内检测到锂。该传感器仍处于初步测试阶段,研究人员设想将其整合到一个更大的、尚未设计的系统中,为提供者或患者提供视觉反馈。


在使用人工指尖对传感器进行表征后,该团队招募了真人对其进行测试,其中包括一名接受锂治疗方案的人。研究人员记录了此人服药前后的锂含量。他们发现这些测量值与唾液中的测量值接近,先前的研究表明唾液可以准确测量锂含量。未来,研究人员计划研究乳液和其他皮肤产品对传感器读数的影响。


该技术还具有锂以外的应用。emaminejad 正在开发类似的基于触摸的传感器来监测酒精和对乙酰氨基酚(一种也称为泰诺的止痛药),同时也在探索检测其他物质的可能性。完整的传感系统可能包括其他功能,例如通过指纹保护的加密,或者,对于容易滥用的物质,机器人分配系统仅在患者血液中的水平低时才释放药物。

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