Накожный сенсор, который измеряет 6 биомаркеров в поту

Накожный сенсор, который измеряет 6 биомаркеров в поту

13 Nov 2019
275
Прослушать

Для неинвазивного мониторинга здоровья человека в режиме реального времени крайне желательно использовать высокочувствительные носимые устройства, использующие анализ пота для мониторинга нескольких биомаркеров, связанных со здоровьем.

Несколько коллективов ученых в последнее время уже разработали различные неинвазивные и гибкие сенсоры для анализа пота, включая колориметрические, электрохимические и флуоресцентные датчики. Электрохимический метод является наиболее популярным благодаря преимуществам относительно высокой чувствительности и селективности, быстрой реакции, а также хорошей совместимости. Однако носимые электрохимические анализаторы пота все еще сталкиваются с серьезными проблемами, такими как относительно низкая чувствительность и селективность при одновременном измерении нескольких биомаркеров, а также сложность процесса изготовления.

В качестве рабочих электродов использовались различные материалы, такие как металл (золото или серебро), оксиды металлов, графен или даже сажа. Однако эти материалы имеют ограничения, такие как низкая стабильность, низкая электропроводность, ограниченная гибкость и смачиваемость.

Ученые из университета Цинхуа (Китай) и американской школы The Northwest School разработали носимое устройство в виде пластыря (патч) на основе шелка, которое способно проводить одновременные измерения концентрации сахара, аскорбиновой кислоты, лактата, калия, ионов натрия и мочевой кислоты в поту.

Сенсоры для этого встроены в плетеную графитово-шелковую ткань. Повышение проводимости достигается за счет использования графита, легированного атомами азота, а иерархическая тканевая пористая структура гарантировала хорошую смачиваемость патча для эффективной передачи электронов и простой доступ к реактивам, что позволяет использовать его в качестве отличного рабочего электрода для электрохимических сенсоров. Гибкий пластырь приклеивается на кожу руки и используется для сбора данных шести биомаркеров путем измерения в реальном времени их концентрации в поту.

Патч был интегрирован с компонентами сбора и передачи сигналов, что позволило осуществлять мониторинг биомаркеров в поту. В качестве доказательства концепции устройство успешно использовалось для беспроводного мониторинга биомаркеров человека во время физических упражнений.