使用附著在人體皮膚上的光學(xué)傳感器進(jìn)行實(shí)時(shí)藥物檢測(cè)。圖片來源：韓國(guó)材料科學(xué)研究所（KIMS）

韓國(guó)的研究人員已成功開發(fā)出一種可穿戴傳感器，該傳感器可通過使用納米材料技術(shù)將毒品的光學(xué)信號(hào)放大為一種柔軟的，可穿戴的材料，從而檢測(cè)出汗液中的非法藥物。該研究小組由何相貞博士領(lǐng)導(dǎo)，是韓國(guó)材料科學(xué)研究所（KIMS）的一部分，韓國(guó)材料科學(xué)研究所是科學(xué)和信息通信技術(shù)部下屬的政府資助的研究機(jī)構(gòu)。

該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)快速，高度靈敏的藥物檢測(cè)：將汗斑貼附在皮膚上一定時(shí)間后，再用光照射進(jìn)行測(cè)試。僅需一分鐘，而無需其他過程。

傳統(tǒng)的藥物檢測(cè)過程需要一種復(fù)雜的方法，該方法要從包括頭發(fā)，血液和尿液在內(nèi)的生物樣本中提取可疑的藥物成分，然后通過氣相色譜或液相色譜-質(zhì)譜法（GC / MS或LC / MS）分析藥物。它需要更長(zhǎng)的測(cè)試時(shí)間，并且需要較大的空間來容納儀器和熟練的技術(shù)人員。盡管快速試劑盒可以檢測(cè)尿液中的藥物，但它們只能在一次測(cè)試中檢測(cè)到單個(gè)成分，并且靈敏度較低。

對(duì)于運(yùn)動(dòng)員，進(jìn)行反興奮劑測(cè)試以檢測(cè)血液和尿液中的違禁物質(zhì)。由于擔(dān)心運(yùn)動(dòng)成績(jī)下降，通常應(yīng)避免進(jìn)行血液測(cè)試，而尿液測(cè)試可能會(huì)侵犯人權(quán)，因?yàn)闇y(cè)試人員必須觀察運(yùn)動(dòng)員的排尿情況。對(duì)于大型體育賽事，例如奧運(yùn)會(huì)，很難測(cè)試所有參與者。

研究人員專注于汗水，汗水不是侵入性的，相對(duì)沒有人權(quán)問題。但是，即使汗液中含有多種藥物，汗液中也只會(huì)排放少量物質(zhì)，因此必須開發(fā)一種高度靈敏的傳感器技術(shù)以更好地進(jìn)行檢測(cè)。

研究人員附上了開發(fā)的可穿戴傳感器。圖片來源：韓國(guó)材料科學(xué)研究所（KIMS）

該團(tuán)隊(duì)的高靈敏度感應(yīng)利用了表面增強(qiáng)拉曼散射技術(shù)，能夠?qū)⒒瘜W(xué)物質(zhì)的拉曼信號(hào)增強(qiáng)10十倍甚至更多倍。由于拉曼散射信號(hào)包括分子的特定信號(hào)，因此無論排出哪種藥物，都可以進(jìn)行直觀的物質(zhì)識(shí)別。

研究人員關(guān)注繭蛋白（cocoon protein），一種可穿戴的柔性材料，用于開發(fā)可穿戴的光學(xué)傳感器。從蠶繭中提取一種絲素蛋白溶液（一種天然蛋白）制成160納米（nm）厚的膜。該膜涂有250納米（nm）厚的銀納米線，然后轉(zhuǎn)移到可以貼在皮膚上的醫(yī)用貼劑上。

一旦補(bǔ)片吸收的汗，在藥物物質(zhì)汗水滲入可穿戴式傳感器并到達(dá)銀納米線。通過在貼片上照射拉曼激光，無需移除傳感器即可實(shí)時(shí)檢測(cè)藥物。

這項(xiàng)技術(shù)可以幫助解決社會(huì)問題，例如與名人有關(guān)的藥物分配和濫用，俱樂部中的藥物交易以及運(yùn)動(dòng)員服用的違禁藥物。由于每片的生產(chǎn)成本低于50美分，因此可以將其用于反興奮劑計(jì)劃，作為大型運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目（如奧運(yùn)會(huì)）的完整枚舉調(diào)查。

研究部門負(fù)責(zé)人何相政博士說：“從最近與毒品有關(guān)的犯罪中可以看出，韓國(guó)不再是一個(gè)無毒品的國(guó)家。發(fā)達(dá)的技術(shù)將克服在識(shí)別毒品和禁止使用毒品方面的技術(shù)局限性。能夠進(jìn)行藥物檢測(cè)而不會(huì)造成侵害性和道德問題。”