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)缺乏等，因而可以反映一個(gè)人的健康狀況，但是目前還沒有一種方便快捷的方法來跟蹤病人尿液中生物標(biāo)志物的濃度情況。當(dāng)下，病人想要進(jìn)行尿液檢測(cè)，通常必須通過醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室來進(jìn)行，或者使用不太靈敏的紙?jiān)嚰垪l來檢測(cè)，然而這兩種方法都無法實(shí)現(xiàn)快速的臨床診斷。

利用可穿戴設(shè)備來監(jiān)測(cè)健康指標(biāo)——比如汗液中的電解質(zhì)和糖含量，是實(shí)現(xiàn)臨床即時(shí)診斷的良好途徑?；诖?，通過設(shè)計(jì)一種可穿戴設(shè)備，有希望可以準(zhǔn)確、靈敏地測(cè)量尿液中多種健康標(biāo)志物的濃度，并向醫(yī)護(hù)人員提供實(shí)時(shí)反饋。

據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，近日，來自中山大學(xué)光電材料與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究人員設(shè)計(jì)了一種柔性傳感器，該傳感器可以集成在尿布上，測(cè)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(shí)時(shí)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。

研究人員首先制造了一個(gè)約一元硬幣大小的柔性電極陣列，包括陣列上的五個(gè)不同電極，這些電極旨在專門檢測(cè)鉀離子、鈉離子、過氧化氫、尿酸或葡萄糖等生物標(biāo)志物，然后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。

柔性電極陣列制作工藝

柔性電極陣列接口

使用該陣列對(duì)三名志愿者的尿液樣本進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示其性能可以達(dá)到與目前市面上的商業(yè)尿液檢測(cè)系統(tǒng)相當(dāng)?shù)乃疁?zhǔn)。研究人員還發(fā)現(xiàn)，將該陣列傳感器集成到尿布中后，只要有尿液存在，便可以獲得生物標(biāo)志物的可讀信號(hào)。然而，在實(shí)際使用過程中，干燥的尿布會(huì)緩慢地而不是瞬間被尿液浸透，所以電極陣列必須進(jìn)行多次測(cè)量才能獲得穩(wěn)定的讀數(shù)。因此，研究人員表示，經(jīng)過優(yōu)化之后，這種“智能”尿布可以成為快速、無痛尿液分析的方法，并具備商業(yè)化的潛力。

論文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.1c04220

審核編輯 ：李倩