手套变身毒物检测实验室
2017-04-08 16:13:29 来源：微迷 评论：0 点击：
研究人员设计出一款抛弃式的“手套上实验室”(lab-on-a-glove)，能让佩戴者简单又安全地滑过待测的表面，即可轻松识别出可能危及健康的生化药物。
由美国加州大学圣地亚哥分校（University of California, San Diego）和澳洲联邦科学与工业研究组织（CSIRO）组成的跨国研究团队联手设计出一款抛弃式的“手套上实验室”(lab-on-a-glove)，能让佩戴者简单又安全地滑过待测的表面，即可轻松识别出可能危及健康的生化药物。
研究人员使用量身打造的可印刷墨水，在普通的紫色粉末检测手套上印刷出层层卷绕的蛇纹图案，打造出可伸缩但又坚的导电电路。研究人员并以拇指作为样本收集表面，并且仅以印刷的可伸缩碳盘确保粘黏分析物残留。
而在食指的指尖——即印刷的部份电化学电池，研究人员以导电半固体凝胶基质（覆盖OPH/Nafion层）固定有机磷水解酶（OPH），取得从工作电极上OPH酶层收集垫片扩散而来的分析物。这种酶能与现有的有机磷酸酯（OP）化合物发生反应，由于它具有高度神经毒性，因此又称为神经毒剂。当手套佩戴者在表面（例如水果表面）上滑动姆指，以便测试是否存在OP化合物时，紧贴其他手指至食指指尖以及姆指的样本收集垫，从而完成电化学电池。
利用附在手背上的无线蓝牙可携式微型恒电位仪，即可执行电化学检测。生物催化的OPH水解反应产生可经由扫描电位方案伏安法（SWV）检测的对硝基苯酚。接着就能在智能手机或任何其他联网的移动设备上显示伏安测量的结果。
在防御和食品安全应用中，这种以手套为基础的电化学生物传感器可作为可穿戴设备的使用点和即时筛选工具。研究人员并测试手套及其感测电路，以证实印刷轨迹对极端机械变形后仍具有弹性和顺应性，弯曲和拉伸可达50%，而不至于影响生物传感器的结果。
总之，感测手指（食指）有赖于印刷在卜于手套表面上的三层弹性墨水。使用银层（Ag/AgCl粒子结合Ecoflex弹性体材料）可作为参考电极和沿着手指到第三关节的蛇形连接（其中可调节环绷带将手套连接到手持式恒电位仪）。由改性碳油墨（具有可伸缩的弹性体苯乙烯-异戊二烯共聚物）制成的第二柔性层形成工作和相对电极，第三层则是透明的柔性和可伸缩绝缘层，覆盖蛇形连接（同时暴露感测区域和方形接触垫）。拇指上的样本收集区则简单得多，具有单张印刷的可伸缩碳油墨圆形垫片。
研究人员想像，这种嵌入手套的可印刷生物传感器系统能够扩展至多种化学检测，不同的反应电池可以因应不同的指尖而设计，或用于解决不同的检测要求。
这种手套还可以大规模生产，使成本降低且可抛弃，还可针对具有化学威胁顾虑的军事、法医、消费者保护和食品安全等应用进行现场即时筛检。
延伸阅读：
相关热词搜索：生物传感器
上一篇：智能汽车传感器融合大作战（上）
下一篇：智能汽车传感器融合大作战（下）