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

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

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

對于資源有限地區(qū)的衛(wèi)生專業(yè)人員或病人來說,一次性診斷測試往往不實用,因為成本和廢物處理是很大的問題。根據(jù)發(fā)表在《美國化學會-應用材料與界面》上的一項研究,科學家利用一種令人驚訝的材料--Tootsie Roll糖果,以開發(fā)一種廉價和低廢物的設(shè)備。糖果被用作電極,即檢測唾液中鹽和電解質(zhì)水平的傳感器部分,以監(jiān)測排卵狀態(tài)或腎臟健康。

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一次性試紙推動了家庭健康監(jiān)測的速度和準確性。例如,排卵預測試劑盒測量黃體生成素水平,還有為慢性腎臟病患者測量肌酐水平的試紙。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,簡單測量一個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,包括導電軟糖,重新利用到一個容易獲得的、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使用的薄鋁管,作為電觸點,將糖果電極連接到一個帶有電流源和輸出電壓檢測器的電路中。

在初步測試中,該設(shè)備可以測量鹽水溶液和人工唾液中與健康監(jiān)測有關(guān)的生理鹽分水平。例如,當覆蓋在稀釋的人工唾液中時,該傳感器可以可靠地測量出足夠低的電壓變化,以檢測一個人排卵時出現(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,但研究人員通過計算估計,高出三倍的電導率,即腎臟出現(xiàn)問題的信號,將在該設(shè)備的可測量范圍之內(nèi)。

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