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La toppa portabile elastica può fare un controllo sanitario mentre risolvete

I sensori di prossima generazione di forma fisica hanno potuto dare le comprensioni più profonde nelle sanità con la prova non invadente dei liquidi corporei. Una toppa elastica sviluppata a KAUST ha potuto aiutare questo approccio rendendolo più facile analizzare il sudore per i biomarcatori critici.

La traspirazione umana contiene le tracce delle molecole organiche che possono fungere da indicatori misurabili di salubrità--le fluttuazioni del glucosio, per esempio, possono indicare i problemi dello zucchero di sangue, mentre gli alti livelli di acido lattico potrebbero segnalare le carenze dell'ossigeno. Per individuare queste molecole, i ricercatori stanno sviluppando i prototipi flessibili che si siedono sull'interfaccia e dirigono per sudare verso gli elettrodi enzima-rivestiti dello speciale. La natura specifica dell'associazione di enzima-substrato permette a questi sensori di individuare elettricamente le concentrazioni molto basse di composti dell'obiettivo.

Un ostacolo con i biosensori degli enzimi, tuttavia, è le loro relativamente brevi vite. “Anche se l'interfaccia umana è abbastanza molle, può delaminate il livello degli enzimi subito il biosensore,„ dice Yongjiu Lei, uno studente di Ph.D. a KAUST.

Lei ed i suoi colleghi nel gruppo di Husam Alshareef ora hanno messo a punto un sistema portabile che può trattare i rigori del contatto di interfaccia e consegnare la rilevazione migliore di biomarcatore. La loro unità funziona su un ceramico sottile e piano conosciuto come MXene che somiglia al graphene ma contiene una miscela degli atomi del titanio e del carbonio. La conducibilità metallica e la bassa tossicità di questo 2D materiale le rendono una piattaforma ideale per i sensori degli enzimi, secondo gli studi recenti.

Il gruppo ha fissato le nanoparticelle minuscole della tintura ai fiocchi di MXene per amplificare la sua sensibilità al perossido di idrogeno, il sottoprodotto principale delle reazioni enzima-catalizzate in sudore. Poi, hanno incapsulato i fiocchi nelle fibre meccanicamente dure del nanotube del carbonio ed hanno trasferito il composito su una membrana destinata per estrarre il sudore da parte a parte senza riunirsi. Un rivestimento definitivo degli enzimi dell'lattosio-ossidasi o del glucosio ha completato l'installazione dell'elettrodo.

I nuovi elettrodi potrebbero essere operazione swap ripetutamente dentro o da una toppa elastica del polimero che entrambi assorbono il sudore e trasmettono i segnali misurati del perossido di idrogeno ad una sorgente esterna, quale uno smartphone. Quando il gruppo ha collocato il biosensore in un polsino indossato dai volontari che guidano le biciclette fisse, hanno registrato le concentrazioni nel lattosio nell'aumento del sudore ed il calo nella correlazione con le intensità di allenamento. I cambiamenti nei livelli del glucosio potrebbero anche essere tenuti la carreggiata esattamente in sudore mentre è nel sangue.

“Stiamo lavorando con KAUST e collaboratori internazionali sotto l'egida dell'iniziativa dei sensori per integrare i generatori elettrici minuscoli nella toppa,„ dice Alshareef, che piombo il progetto. “Questo permetterà alla toppa di creare la sua propria potenza per la sorveglianza dello stato di salute personale.„