- 一個基于觸摸的微型傳感器使用汗液來檢測體內鋰的含量
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2022/8/22
來源：朱嘉倫和林書玉
鋰可以緩解雙相情感障礙和抑郁癥的癥狀——如果攝入量恰到好處。太少不會起作用，而太多會帶來危險的副作用。為了準確監測體內這種藥物的含量，患者需要接受侵入性血液檢查。但是今天，科學家們報告了一種微型傳感器的發明，該傳感器可以在短短 30 秒內檢測指尖表面汗液中的鋰含量，而無需前往診所。
研究人員今天將在美國化學學會 (ACS) 的秋季會議上展示他們的研究結果。
鋰不僅需要以一定的劑量服用，而且患者經常難以按規定服用，并且可能會錯過藥片。因此，當藥物似乎不起作用時，醫療保健提供者需要知道患者實際吞咽了多少藥物。但是當前的監控選項有很大的缺點。例如，抽血會產生準確的結果，但它們具有侵入性且耗時。與此同時，藥丸計數器不直接測量藥物的攝入量。為了解決這些限制，該團隊轉向另一種體液。
“雖然它可能不可見，但人體會不斷產生汗水，而且通常只有非常少量的汗水，”與研究生朱嘉倫共同展示這項工作的研究生研究員林書玉博士說。會議。“從藥物中提取的小分子，包括鋰，出現在汗液中。我們認為這是開發一種新型傳感器來檢測這些分子的機會。”
加州大學洛杉磯分校項目研究員 Sam Emaminejad 博士說：“只需輕輕一按，我們的新設備就可以獲得有關體內循環的臨床有用的分子水平信息。” （加州大學洛杉磯分校）。“我們已經與許多基于觸摸的電子產品進行交互，例如智能手機和鍵盤，因此這種傳感器可以無縫集成到日常生活中。”
然而，設計一種檢測鋰的傳感器提出了一些技術挑戰。汗水通常僅以微量存在，但檢測鋰帶電粒子所需的電化學傳感需要水性或水性環境。為了提供它，該團隊設計了一種含有甘油的水基凝膠。這種額外的成分可以防止凝膠變干，并為傳感器的電子部分創造了一個可控的環境。
為了在鋰離子穿過凝膠后捕獲鋰離子，該團隊使用了離子選擇性電極。與參比電極相比，積累的離子會產生電位差。研究人員利用這種差異來推斷汗液中鋰的濃度。這些組件共同組成了一個微型矩形傳感器，它比圖釘的頭部還小，可以在大約 30 秒內檢測到鋰。該傳感器仍處于初步測試階段，研究人員設想將其整合到一個更大的、尚未設計的系統中，為提供者或患者提供視覺反饋。
在使用人工指尖對傳感器進行表征后，該團隊招募了真人對其進行測試，其中包括一名接受鋰治療方案的人。研究人員記錄了此人服藥前后的鋰含量。他們發現這些測量值與唾液中的測量值接近，先前的研究表明唾液可以準確測量鋰含量。未來，研究人員計劃研究乳液和其他皮膚產品對傳感器讀數的影響。
該技術還具有鋰以外的應用。Emaminejad 正在開發類似的基于觸摸的傳感器來監測酒精和對乙酰氨基酚（一種也稱為泰諾的止痛藥），同時也在探索檢測其他物質的可能性。完整的傳感系統可能包括其他功能，例如通過指紋保護的加密，或者，對于容易濫用的物質，機器人分配系統僅在患者血液中的水平低時才釋放藥物。
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