新型传感器可检测人体内的危险重金属
发布时间：2011-8-23 21:37
发布者：Liming
辛辛那提大学研究者们发明了一款传感器，能迅速反馈人体中是否存在重金属和其含量—特别是锰，相关文章已在享誉国际的Biomedical Microdevices期刊八月号发表。研究者已研究出一款能迅速反馈危害人类重金属的含量的传感器。
辛辛那提大学研究者们发明了一款传感器，能迅速反馈人体中是否存在重金属和其含量—特别是锰，相关文章已在享誉国际的Biomedical Microdevices期刊八月号发表。 文章中描述了低成本，一次性实验室芯片传感器的研究进展，它可以比一般卫生保健设备更迅速地检测高负电性重金属。这项新的UC传感技术将在定点照护设备中拥有广阔应用前景，可以在十分钟内反馈重金属的含量。 预计该传感器在临床医学，职业和研究设置中有大规模应用的潜能，例如对儿童进行营养测试。 新型传感器的工作电极是由比传统的汞更环保的铋制成，在化验血样时只需要一两滴，比起传统的五毫升血样来说，对儿童更有益 UC的一位研究者Ian Papautsky解释道，“传统方法测量血液中锰含量的需要5毫升全血，化验48小时后出结果。正常情况下，血液中含有少量的锰，是新陈代谢正常进行所必须的；临床医生通过检测病人血液中的锰含量以监测其健康情况，希望更快地知道其锰含量，尤其是在乡村，高风险地区，通过正规的实验室监测的手段有限。这款传感器只需两滴血清便可在十分钟内得到结果。无论在何处，它都轻便合用。 UC电气与计算机工程的副教授Papautsky是发表于生物医学设备的“实验室芯片传感器通过阳极溶出伏安法检测高负电重金属”一文的合著人。其他合著人分别是环境工程的助理教授Erin Haynes；化学特聘教授William Heineman；电气与计算机工程应届博士研究生Preetha Jothimuthu，化学系应届博士研究生Robert Wilson和科研合作社生物医学工程本科生Josi Herren。 传感器第一次实地试验将于2012年在俄亥俄州玛丽埃塔进行 研究传感器的一个特殊动因是UC一个正在进行的项目，由Erin Haynes在俄亥俄州玛丽埃塔进行，研究锰对于空气污染和健康状况影响。由于玛丽埃塔是美国和加拿大唯一的锰元素精炼厂，锰在该区域放射量超出正常水平。UC关于俄亥俄中部山谷空气污染研究报告（M.A.P.S）初步结果显示玛丽埃塔居民体内锰含量高于其它城市居民。 UC传感器如何运作 新型UC传感器运用一种叫做去阳极伏安法技术，三类电极协同运作：工作电极，参比电极和辅助电极。 此类传感器面临的主要挑战来自对像锰这样的负电金属的检测。水解作用使检测变得困难，辅助电极严重限制了传感器检测负电金属的能力；水解作用是通过增加一个水分子，将另一个分子裂解成两部分。 为了解决这个问题，UC小组研制出铋薄膜工作电极代替传统汞或碳电极。铋工作电极的良好性能结合了它的环保性，意味着新型传感器会在一次性实验室芯片的设备中大放异彩 此外，UC小组也通过优化传感器的布局和工作电极的表层进一步降低水解作用的影响，促进检测重金属的可靠性和敏感性。新型传感器的布局更多的顾及了功能，包括取血清样本，剥离重金属和测量重金属含量。 最终结果是第一代实验室芯片可以持续精确的检测出人体内高负电性锰含量。新型传感器也在长时间的持续运行中显示出其高度可靠性。假如进一步的研究，此类芯片甚至可能改造为自检装置，例如为糖尿病患者进行葡萄糖筛查 |
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