wiadomości o firmie Badacz opracowuje złoty ultra-cienki czujnik chemiczny --- przez Uniwersytet Tokijski

Naukowcy opracowali unikalny, ultracienki czujnik, który można nakładać na skórę bez powodowania dyskomfortu ani podrażnień.Wykonany jest ze złota.Aby przeprowadzić analizę chemiczną ciała, czujnik może monitorować kilka biomarkerów lub substancji chemicznych.

SERS w akcji.SERS, czyli spektroskopia ramanowska wzmocniona powierzchniowo, to metoda pośredniego wykrywania obecności substancji chemicznej za pomocą światła laserowego i specjalistycznego czujnika.Złota siatka zapewnia idealną powierzchnię do wykonywania pomiarów, ponieważ nie koliduje z mierzoną substancją

Dzięki procesowi znanemu jako spektroskopia Ramana światło lasera skierowane na czujnik jest nieco modyfikowane w oparciu o cząsteczki, które znajdują się w tym precyzyjnym punkcie na skórze.Czujnik jest wystarczająco mocny do praktycznego użytku i można go dostroić, aby był wyjątkowo czuły.

Technologia ubieralna nie jest czymś nieznanym ani niespotykanym.Prawdopodobnie zauważy kogoś ze smartwatchem.Kilka z nich może śledzić pewne wskaźniki zdrowotne, takie jak częstość akcji serca, ale w tej chwili nie są w stanie wychwycić sygnatur chemicznych, które mogą pomóc w diagnozowaniu chorób.

Dodatkowo smartwatche lub bardziej zaawansowany monitoring medyczny mogą być zbyt nieporęczne lub często drogie.Z powodu tych niedociągnięć grupa naukowców zUniwersytet w TokioWydział Chemii szukał innowacyjnej, nieinwazyjnej metody wykrywania różnorodnych sytuacji środowiskowych i fizjologicznych.

Kilka lat temu natknąłem się na fascynującą metodę produkcji wytrzymałych, rozciągliwych komponentów elektronicznych z innej grupy badawczej na Uniwersytecie Tokijskim.Urządzenia te są przędzone z ultracienkich nici pokrytych złotem, dzięki czemu można je bez problemu przyczepić do skóry, ponieważ złoto w żaden sposób nie wchodzi w reakcję ze skórą ani jej nie podrażnia.

Limei Liu, wykładowca, Uniwersytet Yangzhou

Kluczową częścią czujnika jest cienka złota siatka, ponieważ złoto ma niską reaktywność, co oznacza, że ​​gdy wchodzi w kontakt z czymś, co zespół chce ocenić, na przykład z możliwym biomarkerem choroby znalezionym w pocie, nie zmienia chemicznie tego obiektu. Liu dodał: „Jako czujniki ograniczały się jednak do wykrywania ruchu, a my szukaliśmy czegoś, co mogłoby wykrywać sygnatury chemiczne, biomarkery i leki.Oparliśmy się więc na tym pomyśle i stworzyliśmy nieinwazyjny czujnik, który przekroczył nasze oczekiwania i zainspirował nas do dalszego poszukiwania sposobów na poprawę jego funkcjonalności.”

Ale zamiast tego, ze względu na delikatność złotej siatki, może zapewnić zaskakująco dużą powierzchnię, z którą biomarker może się związać, i tu właśnie wkraczają inne elementy czujnika.

Część światła laserowego jest pochłaniana, a część odbijana, gdy laser o małej mocy jest kierowany na złotą siatkę.Większość odbitego światła ma taką samą energię, jak światło wpadające.

Jednak część dochodzącego światła traci część energii na rzecz biomarkera lub innej mierzalnej substancji, a rozbieżność w energii między światłem odbitym a padającym jest charakterystyczna dla danej substancji.

Ten wyraźny odcisk palca energii może być wykorzystany przez czujnik znany jako spektrometr do rozpoznawania substancji.Spektroskopia Ramana to nazwa nadana technice, która identyfikuje chemikalia.

Obecnie nasze czujniki wymagają precyzyjnego dostrojenia do wykrywania określonych substancji, a w przyszłości chcemy jeszcze bardziej zwiększyć zarówno czułość, jak i swoistość.Uważamy, że dzięki temu możliwe są zastosowania takie jak monitorowanie glukozy, idealne dla osób cierpiących na cukrzycę, a nawet wykrywanie wirusów.

Tinghui Xiao, pracownik naukowy, Graduate School of Science, University of Tokyo

Keisuke Goda, profesor Uniwersytetu Tokijskiego, stwierdził: „Czujnik może również współpracować z innymi metodami analizy chemicznej poza spektroskopią Ramana, takimi jak analiza elektrochemiczna, ale wszystkie te pomysły wymagają znacznie więcej badań.W każdym razie mam nadzieję, że te badania mogą doprowadzić do powstania nowej generacji tanich bioczujników, które mogą zrewolucjonizować monitorowanie zdrowia i zmniejszyć obciążenie finansowe opieki zdrowotnej.”