新一代健身传感器可以通过对体液的无创检测，更深入地了解人类健康。在KAUST开发的弹性贴片可以帮助这种方法更容易分析关键生物标记物的汗液。
人体汗液含有微量的有机分子，可以作为可测量的健康指标 - 例如，葡萄糖波动可能指向血糖问题，而高水平的乳酸可能表明缺氧。为了检测这些分子，研究人员正在开发灵活的原型，这些原型位于皮肤上并将汗水引向特殊的酶涂层电极。酶 - 底物结合的特定性质使得这些传感器能够电检测极低浓度的目标化合物。
然而，酶生物传感器的一个障碍是它们的寿命相对较短。“尽管人体皮肤非常柔软，但它可以将酶层从生物传感器上剥离出来，”Yongjiu Lei博士说。KAUST的学生。
Lei和他在Husam Alshareef小组的同事现已开发出一种可穿戴系统，可以处理严峻的皮肤接触并提供改进的生物标记物检测。他们的设备运行在一个薄的扁平陶瓷上，称为MXene，类似于石墨烯，但含有碳和钛原子的混合物。根据最近的研究，这种2D材料的金属导电性和低毒性使其成为酶传感器的理想平台。
该团队将微小的染料纳米颗粒附着在MXene薄片上，以提高其对过氧化氢的敏感性，过氧化氢是汗液中酶催化反应的主要副产品。然后，他们将薄片封装在机械坚韧的碳纳米管纤维中，并将复合材料转移到膜上，该膜设计用于吸汗而不会聚集。最终的葡萄糖或乳糖氧化酶涂层完成了电极组件。
新的电极可以反复交换进出弹性聚合物贴片，这种贴片既吸收汗液又将测得的过氧化氢信号传递给外部源，如智能手机。当团队将生物传感器放入骑自行车的志愿者佩戴的腕带时，他们看到汗液中的乳糖浓度上升和下降与锻炼强度相关。葡萄糖水平的变化也可以在汗液中准确跟踪，就像在血液中一样。
“我们正在与传感器计划保护下的KAUST和国际合作者合作，将小型发电机整合到补丁中，”负责该项目的Alshareef说。“这将使补丁能够为个性化的健康监测创造自己的力量。”
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