使用石墨烯氧化物和共价有机框架复合材料进行强大的pH传感,用于胃食道逆流疾病诊断
Ahmed H M Salem1,2,3, Jianhui Zhang1,2, Ashley Lam4
1Nanoengineered Systems Laboratory, UCL Mechanical Engineering, University College London, London, WC1E 7JE, UK.
结合氧化石墨烯和共价有机框架的新型复合pH传感器为胃食道逆流症诊断提供了强大的解决方案. 这种先进的传感器提高了连续pH监测的可靠性和患者遵守性.
科学领域:
- 材料科学与工程 材料科学与工程
- 生物医学传感传感器
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 胃食道逆流性疾病 (GERD) 影响全球人口的15-20%,诊断通常依赖于24小时的门诊pH监测.
- 目前的诊断方法,包括导管系统和可摄入囊,由于酸性环境中的退化,面临患者遵守和传感器可靠性的挑战.
研究的目的:
- 开发一个强大而敏感的复合pH传感器,以改善胃食道逆流症的诊断.
- 通过提高传感器在酸性条件下的耐用性和性能来克服现有的pH监测设备的局限性.
主要方法:
- 通过将石墨烯氧化物 (GO) 与共价有机框架 (COFs) 涂层通过界面聚合和液相剥皮来制造复合pH传感器.
- 在模拟的胃液中描述传感器的电化学性能,离子选择性,灵敏度,稳定性和可重复性.
- 评估传感器对生物污染的抗性和在机械变形下的性能,以及评估其与食道上皮细胞的生物相容性.
主要成果:
- 在1-10的pH范围内,GO/COFs复合传感器表现出高的离子选择性和灵敏度 (≈43 mV pH-1).
- 传感器在模拟的胃液中表现出极好的线性,稳定性和可重复性,能够抵抗生物污染和机械应力.
- 复合材料与食道上皮细胞具有良好的生物相容性.
结论:
- 聚合有机框架作为氧化石墨烯的有效生物相容保护涂层,在恶劣环境中显著提高传感器的强度和灵敏度.
- 这种新的GO/COFs复合pH传感器为可靠的,连续的可摄入pH监测设备提供了有希望的进步,有可能改善GERD诊断和管理.
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