Yeni kağıt sensörü: şeker hastaları için iyi haber!
Kılavuz
Yakın zamanda, Suudi Arabistan'daki Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi liderliğindeki bir ekip, biyolojik olarak aktif enzimlerin mürekkep püskürtmeli yazıcıların zorlu koşullarında hayatta kalmasını sağlayan ve diyabetik hastalar için rutin kan tarama testleri için umut verici bir yol sağlayacak bir teknoloji geliştirdi. Seçim.
arka fon
Vücuttaki glikoz seviyesinin sürekli izlenmesi, özellikle diyabetik hastaların sağlığı için kritiktir. Kan şekerini ölçmek için genellikle hastanın parmağının delinmesi ve parmak ucunda kan örneği alınması gerekir ki bu da hastada sık sık travmaya neden olur.
Bu amaçla, bilim adamları ayrıca vücuttaki glikoz seviyelerini invazif olmayan bir şekilde ölçmek için aktif olarak yeni yöntemler geliştiriyorlar. Örneğin yazar, Güney Kore'deki Seul Temel Bilim Enstitüsü araştırmacıları tarafından grafen malzemelerinden yapılmış esnek giyilebilir cihazlar kullanarak diyabetin saptanması ve tedavisi için bir çözüm sundu.
(Resim kaynağı: Hui Won Yun, Seul Ulusal Üniversitesi)
Yenilikçilik
Bugün, vücutta non-invaziv glikoz ölçümü için yeni bir program tanıtmak istiyorum.
Son zamanlarda, Suudi Arabistan'daki Kral Abdullah Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (KAUST) liderliğindeki bir ekip, biyolojik olarak aktif enzimlerin mürekkep püskürtmeli yazıcıların zorlu koşullarında hayatta kalmasını sağlayan ve insan tükürüğündeki glikozu ölçmek için tek kullanımlık bir cihaz oluşturan bir teknoloji geliştirdi. konsantrasyon.
İletken plastik ve aktif enzimlerden yapılmış kağıt sensörü (fotoğraf kaynağı: Eloïse Bihar)
teknoloji
PH'a duyarlı kağıt şeritler genellikle bir sıvının asidik mi yoksa alkali mi olduğunu test etmek için kullanılır. Araştırmacılar, hastalık biyobelirteçlerini hızla gösterebilen kağıt sensörleri oluşturmak için benzer ilkeleri kullanıyorlar. Bu çözümün anahtarı, sensördeki geleneksel elektronik devreleri, hızlı bir şekilde seri üretilebilen düşük maliyetli plastiklerle değiştirmektir.
(Resim kaynağı: referans [2])
Biyoloji bilimcisi Şahika İnal, biyolojik sıvılardaki düşük şeker konsantrasyonlarına duyarlı sensörler oluşturmak için inkjet baskı teknolojisini kullanmak üzere elektrik mühendisi Khaled Salama ve malzeme bilimcisi Derya Baran ile birlikte çalıştı.
Aşağıdaki resim şunları göstermektedir: Sahika Inal, Shofarul Wustoni, Eloise Bihar (soldan sağa) mürekkep püskürtmeli bir dizi sensörün incelenmesi.
(Resim kaynağı: KAUST)
Ekip, parlak kağıda mikro ölçekli elektrot desenleri basmak için iletken polimerlerden yapılmış ticari mürekkepler kullandı. Ardından, mikroelektrotların üzerine glikoz oksidaz içeren bir algılama tabakası bastılar. Glikoz ve enzimler arasındaki biyolojik reaksiyon, basitçe kan şekeri seviyeleri ile ilgili olan elektrik sinyalleri üretir.
Bu uç baskılı sensörün kronik hastalıkları basit ve düşük maliyetle tespit etmesi bekleniyor. (Resim kaynağı: Eloïse Bihar)
KAUST'ta doktora sonrası araştırmacı ve makalenin ilk yazarı olan Eloise Bihar şunları söyledi: Kağıt su geçirgendir ve suda çözünen iletken ve biyolojik mürekkeplerin basılmasını son derece zorlaştırır. Benzer şekilde, baskı enzimleri de karmaşıktır. Mürekkep kartuşuna uygulanan voltaj ve mürekkebin pH'ındaki değişiklikler çok hassastır. "
Makalenin ilk yazarı Eloise Bihar, baskıya yerleştirilen kağıt sensörünü gözlemliyor. (Resim kaynağı: KAUST)
Araştırmacılar enzim baskısı için koşulları optimize ettikten sonra, başa çıkılması gereken başka bir engel daha var. Ter veya tükürük gibi sıvılar izleme için yeterli şeker içerdiğinde, askorbik asit gibi iletken polimerlere elektriksel olarak müdahale edebilen moleküller de içerirler. Sensörün bir nafion polimer membran ile kaplanması, yalnızca gönüllülerin tükürük numunelerindeki ilgili glikoz seviyelerini ölçebilir, çünkü bu polimer vücutta ortaya çıkan negatif yüklerin çoğunu uzaklaştıracaktır.
Eloise Bihar, basılı biyosensörler tarafından toplanan verileri analiz eder (Resim kaynağı: KAUST)
Deneyler, üst kaplamanın sensöre benzeri görülmemiş bir raf ömrü sağladığını gösteriyor.Eğer kapalı bir poşet içinde saklanırsa, enzim ömrü ve canlılığını bir aya kadar koruyabilir. Bu sonuçlar, ekibi, farklı enzimleri algılama katmanına entegre ederek programın işlevselliğini genişletmeye teşvik etti.
değer
Bu teknoloji non-invazivdir ve diyabetik hastalar için rutin kan tarama testleri için umut verici yeni bir seçenek sağlayacaktır.
gelecek
İnal, "Mühendislik optimizasyonu asla bitmez, bu yüzden biyolojik sıvılardaki diğer metabolitleri test etmek için bu sistemi daha sağlam hale getirmeye çalışıyoruz. Ayrıca yazdırılabilir ve kendi kendine çalışan enerji cihazlarını sensörlere entegre ediyoruz, Harici pilleri veya kabloları çıkararak bize daha kullanıcı dostu bir platform getirin. "
Anahtar kelime
Basılı elektronik, kağıt, sensörler, diyabet, tıbbi
Referans
[1] https://discovery.kaust.edu.sa/en/article/785/paper-sensors-remove-the-sting-of-diabetic-testing
2 Bihar, E., Wustoni, S., Pappa, A.M., Salama, K.N., Baran, D. and Inal, S.A tamamen inkjet baskılı tek kullanımlık glikoz sensörü kağıt üzerinde. Npj Esnek Elektronik 2 , 30 (2018).
