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紙傳感器消除了糖尿病測(cè)試的刺痛
來源:賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2020/12/16

Sahika Inal,Shofarul Wustoni和Eloise Bihar(lr)檢查了一組噴墨打印傳感器。

使生物活性酶能夠在噴墨印刷的嚴(yán)苛條件下生存的技術(shù)為糖尿病血糖水平的常規(guī)血液篩查指戳提供了一種有前途的替代方法。由KAUST領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)使用這種方法來制造可測(cè)量人體唾液中葡萄糖濃度的一次性設(shè)備。


pH敏感紙條通常用于測(cè)試液體是酸性還是堿性。研究人員現(xiàn)在正在努力應(yīng)用相似的原理來創(chuàng)建可快速指示疾病生物標(biāo)記物的紙張傳感器。這種方法的關(guān)鍵是用低成本塑料替代傳感器中的傳統(tǒng)電子電路,這些塑料可以快速大量生產(chǎn)。


生物科學(xué)家Sahika Inal與電氣工程師Khaled Salama和材料科學(xué)家Derya Baran合作,使用噴墨技術(shù)生產(chǎn)對(duì)生物流體中糖濃度低敏感的傳感器。


該團(tuán)隊(duì)使用由導(dǎo)電聚合物制成的商用油墨,將微細(xì)電極圖案印刷到光面紙上。接下來,他們?cè)谖⑿‰姌O的頂部印刷了一個(gè)包含酶(葡萄糖氧化酶)的傳感層。可用葡萄糖和酶之間的生化反應(yīng)產(chǎn)生易于與血糖水平相關(guān)的電信號(hào)。


KAUST的博士后研究員,該研究的第一作者埃洛伊斯·比哈爾(Eloise Bihar)說:“紙是多孔的,這給印刷溶于水中的導(dǎo)電墨水和生物墨水帶來了挑戰(zhàn)! “打印酶也很棘手-它對(duì)溫度變化,墨盒上施加的電壓和墨水的pH值敏感!


一支由KAUST領(lǐng)導(dǎo)的小組開發(fā)了一種技術(shù),該技術(shù)可使生物活性酶在嚴(yán)格的凹版印刷條件下生存。


在優(yōu)化了酶的印刷條件之后,研究人員又遇到了另一個(gè)障礙。盡管諸如汗液或唾液之類的液體含有足夠的糖以用于監(jiān)測(cè),但它們還含有諸如抗壞血酸之類的分子,它們會(huì)干擾導(dǎo)電聚合物。用能防止大多數(shù)干擾物種中存在的負(fù)電荷的nafion聚合物膜覆蓋傳感器,可以僅測(cè)量志愿者唾液樣本中的相關(guān)葡萄糖水平。


實(shí)驗(yàn)表明,表面涂層使傳感器具有空前的保質(zhì)期-如果將其保存在密封袋中,則該酶可以保持活性和活性達(dá)一個(gè)月。這些結(jié)果鼓勵(lì)團(tuán)隊(duì)通過將不同的酶摻入傳感層來擴(kuò)展這種方法的功能。


Inal說:“優(yōu)化永遠(yuǎn)不會(huì)止于工程,因此我們正在努力使該系統(tǒng)更強(qiáng)大,以檢測(cè)生物流體中的其他代謝物! “我們還希望將印刷和自供電的能量設(shè)備集成到傳感器中,從而為我們提供一個(gè)更加用戶友好的平臺(tái),從而消除了外部電池或電線!


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