由半導體塑料制成的低成本傳感器可用于診斷或監測常見的健康狀況，如手術并發癥或神經衰退性疾病。
最近，一個由國際研究人員組成的研究小組開發出一種由半導體塑料制成的低成本傳感器，可用于診斷或監測各種健康狀況，如手術并發癥或神經衰退性疾病。
該傳感器可以測量存在于汗水、眼淚、唾液以及血液中的關鍵代謝物的量（如乳酸或葡萄糖），將其應用于診斷設備，可以十分廉價、快速和準確地監測健康狀況。新設備的設計比現有傳感器簡單得多，為健康監測開辟了多種新的可能性，乃至于細胞水平。研究結果在“科學進展”期刊中報道。
該設備由劍橋大學和沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）領導的團隊合作開發。目前研究中所使用的半導體塑料正在被用于開發太陽能電池和柔性電子器件，但尚未在生物應用中廣泛使用。
論文的主要作者，劍橋大學化學工程與生物技術部的博士后研究員Anna-Maria Pappa博士說，“在我們的工作中，我們已經克服了將酶作為傳感材料的傳統電化學生物傳感器的許多局限性。在傳統的生物傳感器中，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?！?/p>
為了構建它們的傳感器，Pappa和她的同事們使用帝國學院新開發的合成聚合物作為分子線，直接接受電化學反應過程中產生的電子。當物質與汗液，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傳感器相比，該傳感器有非常顯著的高靈敏度。
另外，當傳感器被結合到更復雜的電路中時，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，這對于健身應用或手術后監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。直到現在，這還不是直截了當，”Pappa說?！斑@為生物傳感開辟了新的方向，材料可以設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。”
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用中得到應用。
Pappa說：“植入式設備可以使我們能夠在壓力條件下實時監測大腦的代謝活動，例如在癲癇發作期間或即將發作前，并可用于預測癲癇發作或評估治療?！?/p>
研究人員現在計劃開發傳感器來實時監測人體細胞的代謝活動。Pappa所依托的生物電子系統和技術集團致力于開發能夠模擬器官的模型，以及能夠實時準確評估它們的技術。開發的傳感器技術可以與這些模型一起使用來測試藥物的效力或毒性。
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