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金传感器对人体进行化学分析

研究人员创造了一种超薄的金纺传感器,可以直接附着在皮肤上,不会产生刺激或不适感。 传感器可以测量各种生命体征或物质以对身体进行化学分析。 它使用一种称为拉曼光谱的技术工作,其中指向传感器的激光会根据当时皮肤上的化学物质而略有变化。 该传感器可以微调为高度灵敏,并且足够强大以供实际使用。

可穿戴技术并不是什么新鲜事。 也许您或您认识的人正在佩戴智能手表。 其中许多可以监测一些健康问题,如心率,但目前它们无法测量可能对医学诊断有用的化学特征。 智能手表或专用医疗监视器也相对笨重且通常昂贵。 受这种短缺的启发,东京大学化学系的一组研究人员寻求一种新方法,以非侵入性和成本效益的方式感知各种健康状况和环境问题。

研究期间的访问研究员、现任中国扬州大学讲师的刘丽梅说。 “这些设备是由镀金的微丝纺成的,因此它们可以毫无问题地粘在皮肤上,因为黄金不会与皮肤发生反应或以任何方式刺激皮肤。作为传感器,它们仅限于运动检测, “我们正在寻找能够感知化学特征、生物和药物指标的东西。因此,我们构建了这个想法并创建了一个超出我们预期的非侵入式传感器,并激励我们探索进一步改进其功能的方法。”

传感器的主要组件是金微网,因为金是非反应性的,这意味着当它与团队想要测量的物质接触时——例如,在汗液中发现的疾病的潜在生物标志物——它确实不会以化学方式改变该物质。 但相反,由于金网非常精细,它可以提供一个惊人的大表面来附着这种生物标志物,这是传感器其他组件的用武之地。

当低功率激光对准金晶格时,一些激光被吸收,一些被反射。 在反射光中,大多数具有与入射光相同的能量。 然而,一些入射光会因生物标志物或其他可测量物质而损失能量,并且反射光和入射光之间的能量差异对于所讨论的物质来说是独一无二的。 一种称为分光光度计的传感器可以使用这种独特的能量指纹来识别物质。 这种化学鉴定方法称为拉曼光谱。

“目前,我们的传感器需要微调来检测某些材料,我们希望在未来进一步提高灵敏度和特异性,”肖廷辉副教授说。 “话虽如此,我们相信葡萄糖监测等应用可能是可能的,非常适合糖尿病患者,甚至病毒检测。”

“传感器也有可能与拉曼光谱以外的其他化学分析方法一起使用,例如电化学分析,但所有这些想法都需要进一步研究,”Keisuke Goda 教授说。 “无论如何,我希望这项研究能够产生新一代的低成本生物传感器,从而彻底改变健康监测并减轻医疗保健的财务负担。”

参考: Liu L、Martinez Pancorbo P、Xiao TH 等人。 高度可扩展和可穿戴的拉曼光谱。 案子。 他选择,他决定。 下雨. 2022:2200054。doi: 10.1002 / adom.202200054

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