尿液可以反映一個人的健康狀況。但是醫(yī)生目前還沒有一種方便快捷的方法來跟蹤病人尿液中重要化合物的濃度。

近日，研究人員設(shè)計了一種柔性傳感器，該傳感器可以安裝在尿布上，測量尿液中的多種成分，并可以通過藍(lán)牙共享這些結(jié)果，從而為失禁、老人或嬰兒患者提供實時臨床分析。相關(guān)研究成果以“Smart Diaper Based on Integrated Multiplex Carbon Nanotube-Coated Electrode Array Sensors for In Situ Urine Monitoring.” 為題發(fā)表在?ACS Applied Nano Materials?上。

尿液中某些化合物的濃度可以提供許多不同情況的信息，包括腎臟疾病、尿路感染和電解質(zhì)缺乏。盡管許多糖尿病患者通過血液檢查來監(jiān)測血糖水平，但尿液中的血糖水平也能顯示血糖水平的峰值或下降。然而，要分析尿液，醫(yī)生通常必須要求醫(yī)院實驗室進行尿液分析，這需要時間，或者使用不太靈敏的紙試紙條。兩種系統(tǒng)都不能提供快速的臨床。一些研究人員已經(jīng)探索了可穿戴設(shè)備來監(jiān)測健康指標(biāo)——比如汗液中的電解質(zhì)和糖含量?；诖?，Xi Xie、Hui-Jun Chen 及其同事希望設(shè)計一種類似類型的可穿戴設(shè)備，可以準(zhǔn)確、靈敏地測量尿液中多種健康標(biāo)志物的濃度，并向醫(yī)護人員提供實時反饋。

該團隊首先制造了一個約一元硬幣大小的柔性電極陣列。它們包括陣列上的五個不同電極，這些電極旨在專門檢測鉀離子、鈉離子、過氧化氫、尿酸或葡萄糖，這些都是各種情況下的生物標(biāo)志物。然后他們將陣列連接到具有藍(lán)牙模塊和鋰離子電池電源的電路板上。

MECS電極制作工藝

MECS接口數(shù)碼照片。所述傳感器電極陣列的FPCB接口緊密耦合，所述電極可靈活拆卸。

當(dāng)該陣列暴露于三名志愿者的尿液樣本時，它的性能與商業(yè)尿液檢測系統(tǒng)一樣好。接下來，研究人員將該陣列集成到尿布中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)有尿液存在時，他們可以獲得生物標(biāo)志物的可讀信號。然而，他們預(yù)計，在現(xiàn)實環(huán)境中，干燥的尿布會慢慢被尿液浸透，電極陣列必須進行多次測量才能獲得穩(wěn)定的讀數(shù)。因此，研究人員說，通過優(yōu)化，這種“智能”尿布可以成為一種通過可穿戴設(shè)備技術(shù)提供快速、無痛尿液分析的方法。

文獻信息：

Xiangling Li, Changyuan Zhan, Qiqi Huang, Mengyi He, Cheng Yang, Chengduan Yang, Xinshuo Huang, Meiwan Chen, Xi Xie, Hui-Jiuan Chen.?Smart Diaper Based on Integrated Multiplex Carbon Nanotube-Coated Electrode Array Sensors for In Situ Urine Monitoring.?ACS Applied Nano Materials, 2022; 5 (4): 4767?DOI:?10.1021/acsanm.1c04220

內(nèi)容來源：American Chemical Society.

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