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科学家研究可贴在皮肤上的传感器

2021-10-18 08:51:28    来源:cnBeta

据外媒New Atlas报道,目前,大多数糖尿病患者必须通过手指采集血样,或通过皮下植入的传感器来检查他们的血糖水平。然而, 一种实验性的新设备有朝一日可以简单地贴在使用者的皮肤表面完成这项工作。

目前,宾夕法尼亚州立大学的科学家正在开发这种低成本的传感器,其大小约为一枚25美分硬币,旨在测量佩戴者汗液中的葡萄糖水平。尽管汗液中的葡萄糖浓度约为血液中的百分之一,但两者之间仍有一致的关联性。

该传感器包含一个泡沫电极,由涂有镍/金合金的激光诱导石墨烯组成。尽管石墨烯非常坚固,化学性质稳定,并且具有导电性,但它本身对葡萄糖不敏感。然而,镍对葡萄糖非常敏感,这就是它被用于电极的原因。添加金是为了减少对镍的过敏反应的风险。

通过毛细作用,该设备通过一个小的入口将汗水吸入,并将其带入一个充满碱性溶液的微流体室。该系统使该溶液不与佩戴者的身体直接接触--这是一个重要的考虑因素,因为事实上碱性溶液会损害皮肤。

汗液中的葡萄糖分子与溶液发生反应,产生一种化合物,被导入泡沫电极。该化合物与镍发生反应,产生电信号。通过使用外部或内置设备来测量该信号的强度,研究人员就有可能确定汗液中的葡萄糖水平,并由此确定血液中的葡萄糖。

在对该技术的测试中,研究人员使用一种对皮肤安全的粘合剂将传感器放在志愿者的手臂上。在他们进食后的一小时和三小时后都进行测量--就在获取这些读数之前,志愿者进行了短暂的锻炼以产生少量的汗水。传感器显示,他们的血糖在两次读数之间下降,报告的水平与使用市面上的葡萄糖监测仪获得的水平一致。

首席科学家Huanyu"Larry"Cheng教授说:“我们希望与医生和其他保健提供者合作,看看我们如何能够将这项技术用于对病人的日常监测。这个葡萄糖传感器作为一个基础性的例子,表明我们可以改进对汗液中极低浓度的生物标志物的检测。”

最近发表在 《生物传感器和生物电子学》 杂志上的一篇论文描述了这项研究。

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