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隨時隨地建一個血糖感測片?拿筆自己畫

隨時隨地可以畫一個生物感測試片?
生物感測試片,可以隨時隨地畫一個嗎? Credit: [email protected] CC BY 2.0

您可能聽過用噴墨印表機印出生物測試片,像是…血糖測試紙,那麼也可以自己畫一個嗎?如果能夠自己畫一個,是不是可以做到隨時自製感測試片呢?美國加州大學聖地牙哥分校(University of California, San Diego)的工程師有了這個想法,讓任何人能在任何地方造出自己的感測試片,例如說醫生在診間、患者在家裡、戰士在戰場上、上班族在辦公室,當你隨時想要都可以自己「畫」一個。於是,他們開發了高科技生物墨水,這種墨水可以和數種化學藥物反應,其中也包含血糖,這樣的話使用者可以在皮膚上「畫」一個血糖檢驗的感測區域,或者「畫」一個感測片在葉子上,檢驗周遭的汙染。

可以畫在任何表面的感測墨水

這個計劃的起始,就希望可以是「畫」在任何物體上,當然不僅止於葉子和皮膚,也希望畫在手機上,直接做個人健康檢測,畫在牆壁上,可以監測空氣汙染,如果在戰場上使用,就有希望監測炸彈。在開發上最困難的,是要使用不會對植物或人體有傷害的化學和生化材料,然後還要可以如同感測器的電極般作用,長時間且在各種環境下都能作用。這個墨水內有幾個成分,首先是具有生物相容性的聚乙二醇(polyethylene glycol)當作黏合劑,而為了讓墨水可以導電,使用石墨粉末(graphite powder),另外,裡面也加入了幾丁聚醣(chitosan),一種用在OK絆中減低流血的抗細菌物質,以讓墨水可以沾在和他接觸的表面上。另外,因為墨水畢竟要和數種化學劑產生作用,所以加入了酵素,也因此有代糖成份木醣醇(xylitol)用來穩定酵素

搭配量測裝置使用

怎麼用這種自畫的感測試片量測血糖呢?首先,先用這種會和血糖反應的墨水,在含有電極的透明柔軟材料上,畫一個可以重複使用的感測區域,然後手指扎針滴血在上面,酵素墨水會和血液中的血糖反應,電極會紀錄量測結果,然後傳遞訊息到血糖量測裝置上。之後,要重複使用,可以將之前畫的感測區域擦掉,重新畫一個,再重複這樣的步驟。

重複使用+無線傳輸訊號

這樣的設計,一支筆的墨水量,相當於血糖試紙500片的量測量。這種墨水筆也可以在皮膚上畫上感測區域,並和具藍牙功能的電子裝置溝通,這種裝置控制電位感測器的電極,收集訊號。

環境毒物的量測

除了量測血糖的應用,同樣的想法還可以用在量測汙染物和有害化學劑。這支筆也可以劃在樹葉上,其內加入了能與苯酚(phenol)產生化學反應的酵素(苯酚一種工業化學劑,也可以在化妝品或者防曬品中找到。),將這片葉子沾有水和苯酚的液體,即可成為汙染偵測器。這種偵測設計可以根據不同的汙染品做更改,就是重金屬或者殺蟲劑都可以量測。

看來很神奇?這個墨水筆畫的感測試片,下一步計畫要設計運用無線網路連結到監控設備上,然後審視感測試片如何在惡劣的環境下作用,包含極低溫或高溫、高濕度和持續的陽光曝曬,是否都還能作用。

文章參考:UC San Diego
圖片來源:pedrosimoes7@Flickr CC BY 2.0
原文參考:Adv Healthc Mater

【作者簡介】 BioMeder

生醫人網摘的編輯。熱愛創新和用腦袋的事物,堅持文章要有邏輯,藉由報導、解析生醫領域的創新和應用來傳播知識。

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