超疏水生物传感器可克服汗液差异读取身体的隐性信号

超疏水生物传感器可克服汗液差异读取身体的隐性信号该传感器由Huanyu"Larry"Cheng,JamesL.Henderson,Jr.纪念工程科学和力学副教授Huanyu"Larry"Cheng开发的传感器，他们共同在ACSNano杂志上发表了一篇论文。感性或液体汗液是人可以感知的汗液，例如在高强度运动期间。可穿戴传感器可以对这种类型的汗液进行连续的、非侵入性的追踪。不可知的，或蒸汽的汗液则不同。它只是皮肤中的水分流失，在低强度运动或休息时以更小的速度分泌，测量它很困难。Cheng说："监测无知觉的汗液对于评估皮肤健康和疾病状况，如湿疹和伤口愈合，以及潜在的健康状态，如疼痛或焦虑，具有很高的价值。检测汗液速率和损失的皮肤界面设备目前仅限于与可感汗液一起工作，不适合于蒸汽状态下的不可感汗液。"多孔基质上的超吸收水凝胶复合材料被夹在两个超疏水纺织层之间，以允许汗液蒸汽的渗透，同时防止传感器受到感性汗液的外部水滴的影响。资料来源：宾州州立大学提供Cheng开发了一个超疏水汗液传感器的原型，用于测量不敏感汗液的水汽。这种材料--夹在两个超疏水纺织层之间的多孔基质上的超吸水凝胶复合材料--允许汗液蒸汽的渗透，同时防止传感器受到外部可感汗液水滴的影响。该传感器可以与一个灵活的无线通信和供电模块集成，持续监测不同身体位置的出汗率。在人体上进行的概念验证展示了连续评估人体体温调节和皮肤屏障功能的可行性。这实现了对热舒适度、疾病状况和神经系统活动的评估，并提供了一个低成本的设备平台，以检测汗液中其他与健康有关的生物标志物，从而发展出智能医疗和个性化医疗的下一代汗液传感器。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1357449.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1357449.htm

科研人员研发出可注射超凝胶超声传感器

科研人员研发出可注射超凝胶超声传感器一颗芝麻大小的传感器被注射到人体内后，就能及时、精确地把生理参数“告诉”医生。这是我国科研人员最新研发的可注射超凝胶超声传感器。相关研究成果日前以“面向颅内生理监测的可注射超声传感器”为题，发表在国际学术期刊《自然》上。据介绍，这款传感器由华中科技大学集成电路学院、武汉光电国家研究中心臧剑锋教授团队和华中科技大学同济医学院附属协和医院姜晓兵教授团队联合研发。“未来，这种传感器还可应用于人体其他部位，有望为临床智能诊疗带来全新的技术范式。”臧剑锋介绍，与现有商业化有线监测设备相比，可注射超凝胶超声传感器在安全、能耗、无热效应等方面有明显优势。（新华社）

可穿戴式无创传感器可通过监测汗液确定是否有炎症迹象

可穿戴式无创传感器可通过监测汗液确定是否有炎症迹象虽然急性炎症反应是人体抵抗感染和加速愈合的自然方式，但长期或慢性炎症可能会导致不可逆的组织损伤。而能够快速、轻松地检测炎症是治疗的关键。测量血液中C反应蛋白(CRP)的水平通常用作炎症的生物标志物，但需要复杂的实验室设备和人员来分析血液样本。现在，加州理工学院的研究人员开发了一种新型可穿戴传感器，称为InflaStat，通过测量人体汗液中的CRP水平来无线、无创地监测炎症。研究人员在开始制造他们的第一个汗液分析传感器之前必须克服一些障碍。主要难题是CRP比其他分子更难检测，它在血液中的浓度比其他生物标志物低得多，而且它的分子更大，这意味着将它们从血液中分泌到汗液中更加困难。“这些是以前阻止人们进行可穿戴CRP传感的主要问题，”该研究的通讯作者高伟说。“我们需要高灵敏度来自动监测皮肤上极低浓度的CRP。”InflaStat由激光雕刻的石墨烯制成，石墨烯含有微小的孔，可形成较大的表面积。这些孔含有与CRP结合的抗体和称为氧化还原分子的特殊分子，能够在某些条件下产生小电流。传感器结构中融入了金纳米颗粒，每个纳米颗粒都携带一组独立的CRP检测抗体。当佩戴者汗液中的CRP分子进入传感器时，它们会附着在检测器抗体和石墨烯孔中的抗体上。然后纳米颗粒附着在石墨烯上并触发氧化还原分子产生电流，该电流由附着在传感器上的电子元件读取。由于每个金纳米粒子都含有许多检测抗体，因此信号（非常小）被放大得远远超过单个CRP分子产生的信号。研究人员在健康参与者、慢性阻塞性肺病患者和从新冠病毒感染中康复的参与者身上测试了InflaStat。他们发现该传感器佩戴舒适，并且可以无创、无线地获取炎症生物标志物信息。数据实时显示在定制的智能手机应用程序上。正如预期的那样，慢性阻塞性肺病患者和新冠病毒感染后患者的CRP水平显着高于健康参与者。研究人员发现，该传感器可以准确检测汗液中与血液水平相关的CRP水平。研究人员表示，他们的研究结果表明，他们的传感器可用于无创、家庭监测炎症性肠病或慢性阻塞性肺病等慢性疾病。更重要的是，他们表示它可以适用于测试其他痕量水平和疾病相关的生物标志物。“这是一个通用平台，可以让我们监测体液中极低水平的分子，”高说。“我们希望扩展这个平台来监测其他临床相关的蛋白质和激素分子。我们还想看看这是否可以用于慢性病管理。炎症对许多患者来说意味着风险。如果能够在家对他们进行监测，就可以识别他们的风险，并及时给予治疗。”该研究发表在《自然生物医学工程》杂志上，下面由加州理工学院制作的视频展示了传感器如何检测CRP。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1366975.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1366975.htm

科学家开发新汗液传感器 使用“分子印记聚合物”检测更多的代谢物

科学家开发新汗液传感器使用“分子印记聚合物”检测更多的代谢物尽管现在有一些皮肤穿戴式传感器可以识别汗液中的代谢物，但该技术在检测内容上是有限的，而且这些传感器通常不能重复使用。然而，一种新的传感器利用一种“分子印记聚合物”，使其更加有用。该实验装置是由加州理工学院（Caltech）的一个团队开发的，由高伟副教授领导。此前，高伟和他的团队创造了嵌入酶或抗体的传感器，这些酶或抗体与佩戴者汗液中的特定代谢物化学品发生反应。除其他事项外，某些此类化学品的异常高或低水平可以表明需要治疗的特定疾病。但不幸的是，这些酶只能检测到相对较少的代谢物。抗体的用途更广一些，但它们只能使用一次。为了寻求一种性能更好的替代品，研究人员设计了一种传感器，它包含了一种聚合物薄膜，当它与汗水接触时产生电流。重要的是，在该薄膜和皮肤之间形成的一层是经过分子印记的第二种聚合物。压印过程包括在聚合物中嵌入目标代谢物的分子，而它仍处于液体状态，允许聚合物凝固成类似橡胶的稠度，然后使用一种化学过程将分子从其中移除。所产生的是一个包含微小模塑孔的聚合物片，其大小和形状与分子完全一致。当汗水与该聚合物接触时--如果汗水中很少或没有代谢物--液体就会流过大部分开放的小孔，当它到达下面的其他聚合物时就会产生强烈的电流。然而，如果汗液中存在高水平的代谢物，这些分子将堵塞许多孔。这意味着没有那么多的汗液能够通过，所以会产生较弱的电流。因此，通过监测传感器产生的电信号，可以测量佩戴者汗液中目标代谢物的浓度--汗液中的浓度通常与血液中的浓度一致。施加微弱的电流随后会破坏堵塞孔洞的分子，从而使传感器能够被重新使用。该传感器最初确实在皮肤上施加了自己的小电流，以刺激汗液分泌。然而，由于其微流体设计只需要极少量的汗液，因此电流非常微弱，据说不会让佩戴者感到不舒服。它已经在实验室中对志愿者进行了测试，并应很快成为更大规模临床试验的对象。“这种方法使我们能够检测到一堆新的关键营养物质和代谢物。我们可以监测我们何时进食并观察营养素水平的变化，”高伟说。“它不仅监测营养物质，而且还监测激素和药物。它可以为许多健康状况提供连续监测。”有关这项研究的论文最近发表在《自然·生物医学工程》杂志上。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1305285.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1305285.htm

耳塞内置传感器可通过分析脑电波和汗液了解机主健康状况

耳塞内置传感器可通过分析脑电波和汗液了解机主健康状况当设备插入耳朵时，集成电生理传感器会与耳道皮肤接触，从而检测到邻近大脑颞叶的电活动。与此同时，电化学电极还能测量聚集在外耳外耳道部位的汗液中的乳酸盐含量。这些电极表面覆盖着一层亲水性水凝胶，这意味着它能吸水。所有传感器不仅具有柔韧性，而且还具有弹性和缓冲性。这些特性有助于它们舒适地贴合每位患者耳朵的独特轮廓，并在患者进行各种体力活动时与皮肤保持接触。当患者进行这些活动时，传感器会将读数传送到耳塞，耳塞再将数据无线传输到智能手机或笔记本电脑上进行处理。通过结合脑部活动和乳酸数据，医生可以诊断不同类型的癫痫发作、监测运动时所付出的努力或监测压力水平......以及该技术的其他可能应用。传感器适合每个病人的耳朵在迄今为止进行的测试中，使用传感器获得的数据与通过市售脑电图（EEG）耳机和含乳酸盐血液样本获得的数据相吻合。加州大学圣地亚哥分校的帕特里克-梅西埃（PatrickMercier）教授说："这项研究迈出了重要的第一步，表明只需增强人们日常使用的耳塞的功能，就能从人体测量出有影响力的数据。由于使用这项技术不存在重大摩擦，我们预计最终会得到广泛采用。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387011.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387011.htm

无需电池的传感器能对特定声波做出反应

无需电池的传感器能对特定声波做出反应声敏传感器无需外接电源，由特定噪音产生的声波激活从智能手机和玩具到遥控器和手电筒，我们日常使用的许多物品都依赖电池供电。因此，全世界每年有150亿个电池被丢弃，其中许多最终被填埋。苏黎世联邦理工学院（ETHZurich）的研究人员开发出了一种传感器，这种传感器除了声音之外不需要任何电源，对于某些设备来说，扔掉电池可能很快就会成为过去。这项研究的合著者之一约翰-罗伯逊（JohanRobertsson）说："传感器纯粹以机械方式工作，不需要外部能源。它只需利用声波中包含的振动能量即可。"但仅限于特定的声波。研究人员开发的传感器具有被动语音识别功能，每当说出某个单词或产生某种特定的音调或噪音时，传感器就会被激活。发出的声波（而不是其他声波）会使传感器产生足够的振动，从而产生一个微小的电脉冲，打开一个电子设备。传感器原型可以区分"three"和"four"这两个口语单词。由于"four"比"three"产生更多的声能，因此它能引起传感器振动，从而打开一个设备或触发一个后续过程，而说"three"则没有任何影响。由棒材连接的超材料晶格的振动板对声波做出选择性响应这种传感器是一种超材料，是一种经过设计具有自然界中罕见特性的材料。共同通讯作者马克-塞拉-加西亚（MarcSerra-Garcia）说："我们的传感器纯粹由硅组成，既不像传统电子传感器那样含有有毒重金属，也不含任何稀土。"但是，这种传感器的语音识别特性来自于它的结构，而不是它的材质。利用计算机建模和算法，研究人员设计出了传感器的结构，它由相同的硅板（谐振器）组成，硅板之间由像弹簧一样的细条连接。这些弹簧决定了特定的声音是否会使传感器启动。研究人员发现，这种无需电池、由声音供电的传感器有许多潜在应用。例如，它可以用来监测地震和建筑物，记录建筑物地基开裂时发出的特殊声音。或者，它还能检测到气体泄漏时发出的嘶嘶声，并触发警报。他们说，这种传感器还可以应用于医疗领域，比如为耳聋或听力损失患者植入人工耳蜗。目前，每个植入体需要两到三块电池，具体取决于所使用的声音处理器类型。一次性电池可使用30到60小时，但需要经常更换。这种新型传感器也可用于持续测量眼压。眼睛里没有足够的空间容纳带电池的传感器。工业界对零能耗传感器也非常感兴趣。研究人员的目标是在2027年之前推出可靠的传感器原型。较新的迭代产品应能区分多达12个不同的单词，包括"开"、"关"、"上"和"下"等标准指令。而且，与手掌大小的原型相比，研究人员计划让更新版本的传感器只有拇指甲大小或更小。塞拉-加西亚说："如果到那时我们还没有吸引到任何人的兴趣，我们可能会成立自己的新公司。"这项研究发表在《先进功能材料》杂志上。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1415063.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1415063.htm