由半導(dǎo)體塑料制成的低成本傳感器可用于診斷或監(jiān)測常見的健康狀況，如手術(shù)并發(fā)癥或神經(jīng)衰退性疾病。
最近，一個由國際研究人員組成的研究小組開發(fā)出一種由半導(dǎo)體塑料制成的低成本傳感器，可用于診斷或監(jiān)測各種健康狀況，如手術(shù)并發(fā)癥或神經(jīng)衰退性疾病。
該傳感器可以測量存在于汗水、眼淚、唾液以及血液中的關(guān)鍵代謝物的量（如乳酸或葡萄糖），將其應(yīng)用于診斷設(shè)備，可以十分廉價、快速和準(zhǔn)確地監(jiān)測健康狀況。新設(shè)備的設(shè)計比現(xiàn)有傳感器簡單得多，為健康監(jiān)測開辟了多種新的可能性，乃至于細(xì)胞水平。研究結(jié)果在“科學(xué)進展”期刊中報道。
該設(shè)備由劍橋大學(xué)和沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學(xué)（KAUST）領(lǐng)導(dǎo)的團隊合作開發(fā)。目前研究中所使用的半導(dǎo)體塑料正在被用于開發(fā)太陽能電池和柔性電子器件，但尚未在生物應(yīng)用中廣泛使用。
論文的主要作者，劍橋大學(xué)化學(xué)工程與生物技術(shù)部的博士后研究員Anna-Maria Pappa博士說，“在我們的工作中，我們已經(jīng)克服了將酶作為傳感材料的傳統(tǒng)電化學(xué)生物傳感器的許多局限性。在傳統(tǒng)的生物傳感器中，傳感器電極和傳感材料之間的通信效率不高，因此需要添加分子線以促進和‘提升’信號傳導(dǎo)?！?/p>
為了構(gòu)建它們的傳感器，Pappa和她的同事們使用帝國學(xué)院新開發(fā)的合成聚合物作為分子線，直接接受電化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的電子。當(dāng)物質(zhì)與汗液，眼淚或血液等液體接觸時，它會吸收離子并膨脹，與液體融合。與由金屬電極制成的傳統(tǒng)傳感器相比，該傳感器有非常顯著的高靈敏度。
另外，當(dāng)傳感器被結(jié)合到更復(fù)雜的電路中時，例如晶體管，盡管器件尺寸很小，但信號可以被放大并響應(yīng)代謝物濃度的微小波動，。
最初，傳感器被用于測試乳酸鹽的含量，這對于健身應(yīng)用或手術(shù)后監(jiān)測患者是非常有用的。研究人員表示，通過加入合適的酶，傳感器可以很容易地檢測其他代謝物，如葡萄糖或膽固醇，并且可以通過改變裝置的幾何形狀來調(diào)整傳感器可檢測的濃度范圍。
“這是第一次使用聚合物接收電子，這種聚合物可以用來改善與酶的相互作用，從而可以直接檢測代謝物。直到現(xiàn)在，這還不是直截了當(dāng)，”Pappa說。“這為生物傳感開辟了新的方向，材料可以設(shè)計成與特定的代謝物相互作用，從而獲得更靈敏和選擇性更高的傳感器?！?/p>
由于傳感器不包含諸如金或鉑等金屬，因此可以以較低的成本制造，并且可以很容易地結(jié)合到柔性和可拉伸的基底中，從而使它們可以在可穿戴或植入式感測應(yīng)用中得到應(yīng)用。
Pappa說：“植入式設(shè)備可以使我們能夠在壓力條件下實時監(jiān)測大腦的代謝活動，例如在癲癇發(fā)作期間或即將發(fā)作前，并可用于預(yù)測癲癇發(fā)作或評估治療?！?/p>
研究人員現(xiàn)在計劃開發(fā)傳感器來實時監(jiān)測人體細(xì)胞的代謝活動。Pappa所依托的生物電子系統(tǒng)和技術(shù)集團致力于開發(fā)能夠模擬器官的模型，以及能夠?qū)崟r準(zhǔn)確評估它們的技術(shù)。開發(fā)的傳感器技術(shù)可以與這些模型一起使用來測試藥物的效力或毒性。
化學(xué)慧定制合成事業(yè)部摘錄
化學(xué)慧納米材料系列產(chǎn)品
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- 氮摻雜石墨烯粉末
- 羧基化石墨烯
- 氨基化石墨烯
- 氟化石墨烯
- 咪唑修飾石墨烯
- 負(fù)載金屬石墨烯
- 磁性石墨烯
- 石墨烯電鏡載網(wǎng)
- 氧化石墨烯電鏡載網(wǎng)
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- 工業(yè)級石墨烯
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- 石墨烯膜
- 氧化石墨烯膜
- 氧化石墨
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- 石墨烯表面修飾服務(wù)
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- 機械剝離 石墨烯
