【儀表網(wǎng) 研發(fā)快訊】近日，機(jī)電學(xué)院潘昀路教授團(tuán)隊在可穿戴健康監(jiān)測研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展，開發(fā)出可以在真實人體汗液樣本中檢測炎癥細(xì)胞因子的場效應(yīng)管傳感器。相關(guān)研究以《具備汗液自動收集能力的柔性可重復(fù)使用納米傳感器，用于炎癥風(fēng)暴標(biāo)記物檢測》(Flexible/Regenerative Nanosensor with Automatic Sweat Collection for Cytokine Storm Biomarker Detection)為題發(fā)表在《美國化學(xué)學(xué)會-納米》(ACS nano)上，并被選為當(dāng)期封面文章。這一研究為人體免疫反應(yīng)的無創(chuàng)監(jiān)測提供了技術(shù)支撐。
對于人體汗液中腫瘤壞死因子-α等低濃度細(xì)胞因子的實時監(jiān)測有助于臨床醫(yī)生評估炎癥的嚴(yán)重程度。傳統(tǒng)的免疫熒光法和酶聯(lián)免疫吸附法等因其操作復(fù)雜、耗時長而無法廣泛應(yīng)用。微型可穿戴傳感器為細(xì)胞因子的測量提供了更直接、更有效的選擇。然而，在實際檢測中，由于汗液中存在雜質(zhì)分子，低濃度腫瘤壞死因子-α的檢測往往難以進(jìn)行。
針對這一難題，潘昀路教授團(tuán)隊研制了具備汗液自動輸送能力的納米結(jié)構(gòu)陣列，再采用全氟磺酸樹脂/適配體修飾的二硫化鉬場效應(yīng)管作為敏感元件，構(gòu)建了一種可重復(fù)使用傳感器，具有圖案化潤濕性的納米結(jié)構(gòu)陣列可自動收集汗液，并阻止雜質(zhì)污染檢測區(qū)。該裝置可直接檢測未稀釋汗液中的 腫瘤壞死因子-α蛋白，檢測范圍低至10-14摩爾級別。超薄、超柔性基底的使用確保了穩(wěn)定的電氣性能，即使在發(fā)生多次劇烈變形后也是如此。研究結(jié)果表明，該設(shè)備有可能通過汗液檢測對患者的免疫狀態(tài)進(jìn)行實時評估和管理。
哈工大為論文唯一通訊單位，機(jī)電學(xué)院潘昀路教授、李斐然副教授、黃聰助理研究員和材料學(xué)院胡平安教授為論文共同通訊作者。黃聰助理研究員為排名第一的共同第一作者，機(jī)電學(xué)院博士研究生楊煒嵩、王昊、黃穗楚為論文共同第一作者。山東大學(xué)王子然研究員、北京航空航天大學(xué)郝壯副教授、哈工大電氣學(xué)院高珊珊副教授參與相關(guān)研究工作。
該研究獲國家自然科學(xué)基金、黑龍江省自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金、重慶市自然科學(xué)基金資助。(闞思邈 黃聰 文/圖)
具備汗液中痕量蛋白檢測能力的傳感器總體功能示意圖
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