用基于纳米粒子的微针检测皮肤间歇液体中的氧气

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 传感器技术 传感器技术
• 纳米材料是一种纳米材料.

背景情况:

• 皮肤间歇液 (ISF) 氧气水平的实时监测对于理解生理状态和诊断条件至关重要.
• 现有的氧气检测方法往往是侵入性的,繁的,或缺乏持续监测所需的灵敏度和响应能力.
• 微针技术为访问ISF提供了最少的侵入性方法,但其在氧气传感中的应用需要新的材料开发和集成.

研究的目的:

• 开发和评估基于微针的氧气传感器可穿戴贴片 (O2 MN),用于实时,最少侵入性地检测皮肤ISF氧气.
• 率先使用纳米颗粒作为微针平台中的传感元件,以提高电化学灵敏度.
• 通过体外,体内和体内实验全面评估O2 MN传感器的性能.

主要方法:

• 制造一个可穿戴的贴片,集成一个微针工作电极与纳米颗粒和微针计数器/参考电极 (Ag/AgCl油墨).
• O2 MN传感器的电化学表征,包括灵敏度,响应时间,可逆性,可重复性,稳定性和可重复性.
• 通过体外试验,安乐死老鼠的体内测量,以及与血液氧气水平的体内相关性研究来验证传感器准确性.

主要成果:

• 氧2 MN传感器表现出高灵敏度 (-0.51 nA μM-1) 和快速响应时间 (9秒) 检测氧气在10-254μM范围内在-0.3V.
• 观察到优异的分析性能,包括高可逆性 (RSD = 3.4%),可重复性 (RSD = 5.2%),中期稳定性 (90分钟的偏差为1.9%) 和可接受的可重复性 (6.6%).
• 实验室验证显示皮尔森相关系数为0.99,而体内研究显示皮肤ISF和血液氧气水平之间存在强烈的正相关性 (皮尔森相关系数=0.83).

结论:

• 开发的基于微针的氧气传感器可穿戴贴片 (O2 MN) 是一种可靠和有效的实时工具,用于对皮肤ISF氧气进行最小侵入性监测.
• 在微针平台中使用纳米粒子提供了高电化学灵敏度和快速响应,优于以前的氧气传感技术.
• O2 MN贴片具有各种生物医学应用的巨大潜力,可实现持续的生理监测和改进诊断能力.