西安交大科研人员在智能健康监测研讨方面获得新发展

来源:乐鱼体育官方大巴黎赞助商    发布时间:2025-11-28 12:10:28

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  监测人体各项生理方针可为疾病筛查、确诊及健康办理供给重要信息。人的体液(如血液、汗液等)中富含代谢物、电解质等化学成分,是健康监测的有用来历。血液检测作为临床生化剖析的金规范,具有准确性高的优势,但有创的检测方法却极大降低了用户的依从性,影响了长时间监测的可行性。近年来,跟着柔性电子技术的加快速度进行开展,依据电化学检测原理的柔性生化方针监测渠道成为研讨热门,完成了对汗液、唾液、泪液等体液中相关方针的检测,但这些排泄的体液和血液成分不同,而且检测滞后、表皮污染等问题约束了其实践运用。因而,开发可直接检测体液中健康相关生物标志物的微创传感新渠道成为亟待解决的问题。

  针对以上问题,西安交通大学生命学院仿生工程与生物力学研讨所研讨人员开发了一种由水凝胶微针贴片制备的智能纹身,用于多种健康相关生化方针的一起监测。该智能纹身的制备模仿纹身的构成进程,运用可溶性微针贴片作为“纹身枪”,将作为“纹身墨水”的显色试剂开释至皮下进行细心的检测。该智能纹身的作业原理为,微针刺入皮肤后针尖溶解,开释针尖内的检测试剂至真皮层,其与方针物发生显色反响,因为显色试剂与间质液中不同浓度的方针物反响后闪现的色彩各异,因而依据肉眼读取的智能纹身色彩改变即可对方针物浓度进行定性评价,也可用手机摄像头捕捉色彩改变完成半定量剖析。经过进一步将微针贴片分隔成多个装载不同检测试剂的独立区域,团队还在动物体内一起检测了四种典型的慢性病相关的生物标志物(pH值、葡萄糖、尿酸和体温)。为进一步验证智能纹身在长时间健康监测中的运用潜力,研讨人员运用智能纹身监测了pH值和温度。试验依据成果得出,该智能纹身可监测至少4天的pH和气温改变。此外,动物试验标明,运用该智能纹身传感器并未发生十分显着皮肤毒性(如皮疹、发红、水泡或丘疹、生裂和皮肤变厚),证明其杰出的生物相容性(图1)。该研讨中提出的智能纹身可完成对多种方针物的原位监测,证明了其运用于健康办理的可行性。

  图1.智能纹身在健康办理中的运用 (A)用于智能纹身的水凝胶微针贴片的制备进程 (B)微针贴片的描摹和尺度表征 (C)微针贴片制备的智能纹身 (D)用于监测健康相关方针的智能纹身墨水 (E)智能纹身一起监测多种健康相关方针

  以上研讨成果以《依据微针贴片的多生理方针监测纹身》(A Colorimetric Dermal Tattoo Biosensor Fabricated by Microneedle Patch for Multiplexed Detection of Health-related Biomarkers)为题发表于世界高影响力期刊《先进科学》(Advanced Science)。论文的榜首作者为西安交通大学生命科学与技术学院博士生何榕晏和特聘研讨员刘灏,通讯作者为李菲教授和徐峰教授。参加该研讨的还有硕士生方天舒,博士生牛艳、张慧卿,韩斐博士和高彬博士。该研讨得到了国家重点研制方案、陕西省自然科学基金、高层次留学人才回国赞助方案、我国博士后科学基金等的一起赞助。

  该研讨成果是生命学院仿生工程与生物力学研讨所继成功开发新式传感结构、新式软资料、新式柔性器材之后,在软物质、智能柔性传感范畴获得的又一重要发展。