用于持续注入纸质微流体设备中的乳酸生物感应的挤出丝电极
Zachary A Berkheimer1, Anum Tahir1, Gregory P Nordin2
1Department of Chemistry and Biochemistry, Brigham Young University, 84602, Provo, UT, USA.
Biosensors & bioelectronics
|March 24, 2025
概括
这项研究提出了一种新的方法,用于制造多功能基于纸的分析设备 (μPADs),用于快速量化乳酸,使用3D打印的电极和普鲁士蓝. 开发的系统需要最小的样本体积,并证明在真实汗水分析中适用性.
科学领域:
- 电化学 电化学 电化学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 分析化学 分析化学
背景情况:
- 基于纸张的分析设备 (μPAD) 提供低成本的便携式传感解决方案.
- 对μPAD集成电极系统的高效制造仍然是一个挑战.
- 乳酸盐检测对于各种生物医学和体育监测应用至关重要.
研究的目的:
- 开发一种简单的方法,用于制造3D打印的电极,并将其集成到μPAD中,用于乳酸量化.
- 优化μPAD系统以实现快速,灵敏和低量样本分析.
- 为了证明制造的μPADs在真实汗液样本中用于乳酸盐的分析适用性.
主要方法:
- 使用3D打印笔和碳黑丝,制造聚甲酸 (PMMA) 模具.
- 使用普鲁士蓝 (PB),乳酸氧化酶 (LOx) /酸盐和Nafion修改工作电极.
- 将3电极热塑性芯片与μPAD集成,使用辐射流进行样本分析.
- 使用食品染料,化和优化纸质基质孔径大小和注射体积来对μPADs进行表征.
主要成果:
- 集成的μPAD系统以尖,强烈的短暂信号表现出快速反应.
- 优化的μPADs表现出0.5至4mmol L-1的线性范围用于乳酸的确定.
- 该系统成功地在真实汗液样本中量化了乳酸,仅使用2μL的样本.
结论:
- 成功开发了一种在μPAD上制造集成3D打印电极的简单方法.
- 开发的μPADs为快速,低容量的乳酸量化提供了一个有前途的平台.
- 这项技术为新的传感应用开辟了道路,需要最小的样本量.
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