辛辛那提大學(xué)研究者們發(fā)明了一款傳感器，能迅速反饋人體中是否存在重金屬和其含量—特別是錳，相關(guān)文章已在享譽(yù)國際的Biomedical Microdevices期刊八月號發(fā)表。

　　研究者已研究出一款能迅速反饋危害人類重金屬的含量的傳感器。

　　辛辛那提大學(xué)研究者們發(fā)明了一款傳感器，能迅速反饋人體中是否存在重金屬和其含量—特別是錳，相關(guān)文章已在享譽(yù)國際的Biomedical Microdevices期刊八月號發(fā)表。

　　文章中描述了低成本，一次性實(shí)驗(yàn)室芯片傳感器的研究進(jìn)展，它可以比一般衛(wèi)生保健設(shè)備更迅速地檢測高負(fù)電性重金屬。這項(xiàng)新的UC傳感技術(shù)將在定點(diǎn)照護(hù)設(shè)備中擁有廣闊應(yīng)用前景，可以在十分鐘內(nèi)反饋重金屬的含量。

　　預(yù)計(jì)該傳感器在臨床醫(yī)學(xué)，職業(yè)和研究設(shè)置中有大規(guī)模應(yīng)用的潛能，例如對兒童進(jìn)行營養(yǎng)測試。

　　新型傳感器的工作電極是由比傳統(tǒng)的汞更環(huán)保的鉍制成，在化驗(yàn)血樣時只需要一兩滴，比起傳統(tǒng)的五毫升血樣來說，對兒童更有益。

　　UC的一位研究者Ian Papautsky解釋道，“傳統(tǒng)方法測量血液中錳含量的需要5毫升全血，化驗(yàn)48小時后出結(jié)果。正常情況下，血液中含有少量的錳，是新陳代謝正常進(jìn)行所必須的；臨床醫(yī)生通過檢測病人血液中的錳含量以監(jiān)測其健康情況，希望更快地知道其錳含量，尤其是在鄉(xiāng)村，高風(fēng)險地區(qū)，通過正規(guī)的實(shí)驗(yàn)室監(jiān)測的手段有限。這款傳感器只需兩滴血清便可在十分鐘內(nèi)得到結(jié)果。無論在何處，它都輕便合用。

　　UC電氣與計(jì)算機(jī)工程的副教授Papautsky是發(fā)表于生物醫(yī)學(xué)設(shè)備的“實(shí)驗(yàn)室芯片傳感器通過陽極溶出伏安法檢測高負(fù)電重金屬”一文的合著人。其他合著人分別是環(huán)境工程的助理教授Erin Haynes；化學(xué)特聘教授William Heineman；電氣與計(jì)算機(jī)工程應(yīng)屆博士研究生Preetha Jothimuthu，化學(xué)系應(yīng)屆博士研究生Robert Wilson和科研合作社生物醫(yī)學(xué)工程本科生Josi Herren。

　　傳感器第一次實(shí)地試驗(yàn)將于2012年在俄亥俄州瑪麗埃塔進(jìn)行

　　研究傳感器的一個特殊動因是UC一個正在進(jìn)行的項(xiàng)目，由Erin Haynes在俄亥俄州瑪麗埃塔進(jìn)行，研究錳對于空氣污染和健康狀況影響。由于瑪麗埃塔是美國和加拿大唯一的錳元素精煉廠，錳在該區(qū)域放射量超出正常水平。UC關(guān)于俄亥俄中部山谷空氣污染研究報(bào)告（M.A.P.S）初步結(jié)果顯示瑪麗埃塔居民體內(nèi)錳含量高于其它城市居民。

　　UC傳感器如何運(yùn)作

　　新型UC傳感器運(yùn)用一種叫做去陽極伏安法技術(shù)，三類電極協(xié)同運(yùn)作：工作電極，參比電極和輔助電極。

　　此類傳感器面臨的主要挑戰(zhàn)來自對像錳這樣的負(fù)電金屬的檢測。水解作用使檢測變得困難，輔助電極嚴(yán)重限制了傳感器檢測負(fù)電金屬的能力；水解作用是通過增加一個水分子，將另一個分子裂解成兩部分。

　　為了解決這個問題，UC小組研制出鉍薄膜工作電極代替?zhèn)鹘y(tǒng)汞或碳電極。鉍工作電極的良好性能結(jié)合了它的環(huán)保性，意味著新型傳感器會在一次性實(shí)驗(yàn)室芯片的設(shè)備中大放異彩

　　此外，UC小組也通過優(yōu)化傳感器的布局和工作電極的表層進(jìn)一步降低水解作用的影響，促進(jìn)檢測重金屬的可靠性和敏感性。新型傳感器的布局更多的顧及了功能，包括取血清樣本，剝離重金屬和測量重金屬含量。

　　最終結(jié)果是第一代實(shí)驗(yàn)室芯片可以持續(xù)精確的檢測出人體內(nèi)高負(fù)電性錳含量。新型傳感器也在長時間的持續(xù)運(yùn)行中顯示出其高度可靠性。假如進(jìn)一步的研究，此類芯片甚至可能改造為自檢裝置，例如為糖尿病患者進(jìn)行葡萄糖篩查。

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