软表皮纸流体用于以比度拉曼光谱法进行汗水分析
Ata Golparvar1, Lucie Thenot1, Assim Boukhayma2
1Bio/CMOS Interfaces (BCI) Laboratory, École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), 2000 Neuchatel, Switzerland.
Biosensors
|January 22, 2024
概括
这项研究介绍了一种新的可穿戴汗液传感器,集成纸质微流体和拉曼生物传感器,用于高效的数字生物标记分析. 无生物感应器的设计为汗水监测提供了一种具有成本效益的,可大规模生产的解决方案.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 分析化学 分析化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 越来越多的人对使用汗水等体液进行非侵入性数字生物标志物分析的需求.
- 需要易于制造,高效的软实验室皮肤设备用于汗水分析.
- 在成本和复杂性方面,当前的表皮微流体设备的局限性.
研究的目的:
- 开发和描述一个集成的微流体基于纸的设备 (μPAD) 与拉曼生物传感用于汗水分析.
- 为了创建一个灵活的,轻量级的,可穿戴的汗水贴片,以便快速收集和分析汗水.
- 展示一种无生物感应器和无等离子纳米材料的传感方法,用于成本有效和可持续的生物标记物量化.
主要方法:
- 集成μPAD与非增强的拉曼散射启用光学生物化学传感器.
- 使用可持续,具有成本效益的方法制造薄,灵活和可拉伸的opto-paperfluidic汗斑.
- 利用多孔材料的吸附性质来收集和运输汗水,从而实现无芯片和无成像量的量化.
- 汗水尿素和乳酸盐水平的ex vivo分析,使用猪皮上的合成汗水.
主要成果:
- 展示了一种新的光纸流体性汗斑 (0.36毫米薄,0.19克重,3厘米2的足迹).
- 与最先进的表皮微流体相比,生物传感延迟减少了5倍.
- 成功量化了汗液尿素和乳酸盐水平,其线性动态范围为0100 mmol/L.
- 在猪皮肤上用含有30多种分析剂的合成汗液验证了设备的性能.
结论:
- 开发的汗水贴片为数字生物标志物分析提供了高效,成本效益和大规模生产的解决方案.
- 没有生物受体的拉曼生物传感方法消除了对复杂的生物识别元素和等离子体纳米材料的需求.
- 这项技术对资源有限的环境和可穿戴健康监测应用具有重大潜力.
