多传感器芯片可早监测感染和炎症
科技日报北京3月31日电 (记者刘霞)美国宾夕法尼亚州立大学科学家研发出一款便携式多传感器芯片,能同时监测伤口内多种生物标志物,在伤病表现出感染或炎症征兆前,甚至早在肉眼可见的症状出现之前,便能捕捉到其恶化的蛛丝马迹。相关成果近日发表于《自然》集团旗下的《2D材料与应用》杂志。
在美国,数百万人饱受慢性病痛之苦,患者群体涵盖糖尿病患者、烧伤康复者、术后人群及各类创伤受害者。对临床医生而言,早期发现感染、炎症或愈合障碍极具挑战,而一旦延误,可能导致伤情恶化、组织受损甚至截肢风险。
为此,团队研发了这款集成多种传感器的芯片。它能同步追踪四项关键指标:pH值(感染伤口通常呈碱性)、尿酸(反映组织损伤与代谢)、吩嗪-1-甲酸(特定病原体产物)以及白细胞介素-6(炎症蛋白)。这种多维度的监测能力,为评估伤口愈合进程及潜在风险提供了全景视角。
这种多传感芯片的核心材料采用激光诱导石墨烯(LIG)。这是一种由激光与含碳材料作用生成的原子级薄碳,相较于其他石墨烯薄膜,LIG成本更低、更易扩展。其天然的多孔结构和高比表面积,为生物分子的电化学传感提供了丰富的活性位点。虽结构略显无序,但这反而赋予了其在传感应用中的独特优势。
团队表示,该技术未来可植入智能手机、平板电脑或临床系统,实现连续远程追踪。他们也计划将该平台与微创采液技术结合,以替代传统注射器等侵入式采样方式。
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