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科學(xué)家開發(fā)低成本軟糖傳感器 適用于資源稀缺地區(qū)的醫(yī)學(xué)診斷

2021-10-29 10:59 cnBeta.COM
關(guān)鍵詞:醫(yī)療傳感器科技

導(dǎo)讀:糖果被用作電極,即檢測(cè)唾液中鹽和電解質(zhì)水平的傳感器部分,以監(jiān)測(cè)排卵狀態(tài)或腎臟健康。

對(duì)于資源有限地區(qū)的衛(wèi)生專業(yè)人員或病人來說,一次性診斷測(cè)試往往不實(shí)用,因?yàn)槌杀竞蛷U物處理是很大的問題。根據(jù)發(fā)表在《美國化學(xué)會(huì)-應(yīng)用材料與界面》上的一項(xiàng)研究,科學(xué)家利用一種令人驚訝的材料--Tootsie Roll糖果,以開發(fā)一種廉價(jià)和低廢物的設(shè)備。糖果被用作電極,即檢測(cè)唾液中鹽和電解質(zhì)水平的傳感器部分,以監(jiān)測(cè)排卵狀態(tài)或腎臟健康。

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一次性試紙推動(dòng)了家庭健康監(jiān)測(cè)的速度和準(zhǔn)確性。例如,排卵預(yù)測(cè)試劑盒測(cè)量黃體生成素水平,還有為慢性腎臟病患者測(cè)量肌酐水平的試紙。然而,它們的成本很快就增加了,而且在包裝和試紙本身之間,有大量的廢物需要處理掉。以前的研究人員指出,簡(jiǎn)單測(cè)量一個(gè)人的唾液鹽和電解質(zhì)含量可能適合于管理一些疾病。因此,研究人員Beelee Chua和Donghyun Lee希望將非常規(guī)的、可廣泛獲得的材料,包括導(dǎo)電軟糖,重新利用到一個(gè)容易獲得的、低廢物的傳感器中,病人只需舔一下就能分析他們的唾液。

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為了制造原型傳感器,研究人員首先將一個(gè)Tootsie Roll糖果壓平,并在其表面壓出十字形的縫隙,以容納唾液樣本。然后,他們插入兩根可重復(fù)使用的薄鋁管,作為電觸點(diǎn),將糖果電極連接到一個(gè)帶有電流源和輸出電壓檢測(cè)器的電路中。

在初步測(cè)試中,該設(shè)備可以測(cè)量鹽水溶液和人工唾液中與健康監(jiān)測(cè)有關(guān)的生理鹽分水平。例如,當(dāng)覆蓋在稀釋的人工唾液中時(shí),該傳感器可以可靠地測(cè)量出足夠低的電壓變化,以檢測(cè)一個(gè)人排卵時(shí)出現(xiàn)的10-30%的鹽分下降。

雖然人工唾液樣本中的最大含鹽量與健康成年人的含鹽量相似,但研究人員通過計(jì)算估計(jì),高出三倍的電導(dǎo)率,即腎臟出現(xiàn)問題的信號(hào),將在該設(shè)備的可測(cè)量范圍之內(nèi)。

盡管仍然需要用真實(shí)的人類樣本進(jìn)行測(cè)試,但研究人員說,使用軟糖作為電極,為未來低廢物、低成本的電化學(xué)傳感器和電路提供了可能性。