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科学家开发低成本软糖传感器 适用于资源稀缺地区的医学诊断

2021-10-29 10:59 cnBeta.COM

导读:糖果被用作电极,即检测唾液中盐和电解质水平的传感器部分,以监测排卵状态或肾脏健康。

对于资源有限地区的卫生专业人员或病人来说,一次性诊断测试往往不实用,因为成本和废物处理是很大的问题。根据发表在《美国化学会-应用材料与界面》上的一项研究,科学家利用一种令人惊讶的材料--Tootsie Roll糖果,以开发一种廉价和低废物的设备。糖果被用作电极,即检测唾液中盐和电解质水平的传感器部分,以监测排卵状态或肾脏健康。


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一次性试纸推动了家庭健康监测的速度和准确性。例如,排卵预测试剂盒测量黄体生成素水平,还有为慢性肾脏病患者测量肌酐水平的试纸。然而,它们的成本很快就增加了,而且在包装和试纸本身之间,有大量的废物需要处理掉。以前的研究人员指出,简单测量一个人的唾液盐和电解质含量可能适合于管理一些疾病。因此,研究人员Beelee Chua和Donghyun Lee希望将非常规的、可广泛获得的材料,包括导电软糖,重新利用到一个容易获得的、低废物的传感器中,病人只需舔一下就能分析他们的唾液。


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为了制造原型传感器,研究人员首先将一个Tootsie Roll糖果压平,并在其表面压出十字形的缝隙,以容纳唾液样本。然后,他们插入两根可重复使用的薄铝管,作为电触点,将糖果电极连接到一个带有电流源和输出电压检测器的电路中。

在初步测试中,该设备可以测量盐水溶液和人工唾液中与健康监测有关的生理盐分水平。例如,当覆盖在稀释的人工唾液中时,该传感器可以可靠地测量出足够低的电压变化,以检测一个人排卵时出现的10-30%的盐分下降。

虽然人工唾液样本中的最大含盐量与健康成年人的含盐量相似,但研究人员通过计算估计,高出三倍的电导率,即肾脏出现问题的信号,将在该设备的可测量范围之内。

尽管仍然需要用真实的人类样本进行测试,但研究人员说,使用软糖作为电极,为未来低废物、低成本的电化学传感器和电路提供了可能性。