在汗水中使用便携式微流体SERS传感器与银纳米三脚架和1D-CNN模型分析进行尿素和葡萄糖的双重检测

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:

• 汗水分析提供了对生理条件的非侵入性见解,尿素和葡萄糖水平与功能和血糖相关.
• 现有的汗水分析方法可能具有侵入性或缺乏可移植性,限制实时监测.
• 开发先进的生物传感器对于个性化,护理点诊断至关重要.

研究的目的:

• 开发一款灵活,便携式的微流体表面增强拉曼散射 (SERS) 传感器,用于同时检测汗水中的尿素和葡萄糖.
• 创建一个自粘生物感应芯片,用于直接皮肤接触和实时汗水分析.
• 为了提高检测准确度,使用一维卷积神经网络 (1D-CNN) 模型.

主要方法:

• 使用修改的聚甲基西洛,制造一个灵活的,自粘的微流体芯片.
• 银纳米三脚体 (AgNTs) 作为通过斜角沉积产生的SERS活性基质的整合.
• 用4-mercaptophenylboronic酸修改SERS基底,以提高葡萄糖检测灵敏度.

主要成果:

• 开发的SERS传感器实现了尿素的检测极限 (LOD) 10-7 M.
• 修改后的SERS基质为葡萄糖达到10-7M的LOD,满足生理测量要求.
• 一个1D-CNN模型显著提高了从汗水样本中定量尿素和葡萄糖分析的准确性.

结论:

• 灵活的微流体SERS传感器提供了一个可控,方便和动态的生物传感系统,用于对关键生物标志物的非侵入性监测.
• 这项技术支持智能可穿戴设备的开发,用于个性化医疗点测试.
• 该传感器推进了用于功能评估和糖尿病管理的非破坏性诊断工具.