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可穿戴传感已成为实时监测和治疗的重要工具,具有灵活性、顺应性和可拉伸性的优点。许多可穿戴电化学传感器可以以非侵入性的方式实时监测汗液、眼泪、唾液中的电解质和代谢物,为佩戴者的健康提供了有价值的信息。这种以非侵入性方式收集样本的方法有助于在不通过切口或注射渗透到身体的情况下收集体液。与传统的抽血诊断相比,非侵入性生物流体分析获得了相当大的关注,主要是因为它能够降低感染和受伤的风险。这一领域的优势和关键趋势是传感设备的小型化,隐蔽地集成到可穿戴配件中,如智能手表、健身带和随身携带的传感器,这种设备的开发及其实施有可能减少医院就诊的频率,从而减轻经济负担,并有助于开发简单、可靠和具有成本效益的护理点设备。
Indian Institute of Technology大学P Abdul Rasheed的团队报告了一种开创性的方法,该方法使用MXene集成的基于单链碳纱线的传感器贴片,该贴片利用最低限度的三线电极设置来实时监测人造人体汗液中的多巴胺水平。这种传感器贴片可以缝合、编织到任何类型的衣服上,而且它可以定位在离皮肤很近的地方,非常有应用前景。用Ti3C2Tx MXene对柔性导电碳丝(CCY)进行了简单的浸涂改性。利用MXene的高表面积和卓越的导电性,该传感器的结构在1 nM−1μM的宽线性范围内实现了多巴胺检测和再现性的高灵敏度和选择性,检测极限为316 pM。真实的样本测试显示了该传感器在压力下对人类表现/体能进行实时生理监测以及通过汗液分析进行诊断监测的前景。三线电极配置嵌入贴片中,确保了易用性和舒适、无创的身体应用,为连续、实时监测患有神经系统疾病或相关疾病的患者的多巴胺水平提供了一条很有前途的途径。这项研究强调了MXene集成可穿戴传感器贴片的潜力,该贴片具有最低限度的电极设置,推进了个性化医疗保健和护理点诊断的可穿戴传感技术领域。相关成果以“MXene-Integrated Single-Stranded Carbon Yarn-Based Wearable Sensor Patch for On-Site Monitoring of Dopamine”为题发表在《ACS Appl. Electron. Mater. 》上。
图1 (a) 从预处理的CC中分离CCY;(b) 将CCY浸渍在DMSO中的1mg/mL Ti3C2Tx中;(c) 分别由Ti3C2Tx/CCY、裸CCY和Ag/AgCl线作为工作电极、对电极和参比电极制成的三电极设置的俯视图和侧视图,纳米银导电墨水可打印电极。
图3 一次性创可贴传感器的照片和计时电流分析显示,在已知浓度的DA存在的情况下,创可贴感应器与实验三电极装置高度一致。