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- 研究人員創(chuàng)造了一種低成本的傳感器，可以檢測(cè)汗液中的重金屬
- 來(lái)源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2023/2/7
由普通材料廉價(jià)制成的柔性銅傳感器：導(dǎo)電銅膠帶、透明薄膜片、紙質(zhì)標(biāo)簽、指甲油、電路制造解決方案和丙酮。學(xué)分：安德森·德坎波斯
鉛和鎘等重金屬存在于電池、化妝品、食品和其他日常生活中的物品中。當(dāng)它們積聚在人體中時(shí)是有毒的，可能會(huì)導(dǎo)致一些健康問(wèn)題，但在體液中檢測(cè)它們需要昂貴的設(shè)備和受控的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境。巴西圣保羅大學(xué)（USP）的研究人員現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種由簡(jiǎn)單材料制成的便攜式傳感器，用于檢測(cè)汗液中的重金屬，這些重金屬很容易采樣。
該研究涉及圣卡洛斯物理研究所（IFSC）和化學(xué)研究所（IQSC）的小組，以及德國(guó)慕尼黑大學(xué)和瑞典查爾姆斯理工大學(xué)的合作者。
研究結(jié)果發(fā)表在《化學(xué)傳感器》雜志上的一篇文章中�！拔覀兺ㄟ^(guò)測(cè)量一個(gè)人對(duì)重金屬的暴露來(lái)獲得有關(guān)其健康的重要信息。高水平的鎘會(huì)導(dǎo)致氣道、肝臟和腎臟出現(xiàn)致命問(wèn)題。鉛中毒會(huì)損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，導(dǎo)致成人易怒，認(rèn)知障礙，疲勞，不孕癥，高血壓以及兒童生長(zhǎng)發(fā)育遲緩，“該文章的作者，IFSC-USP研究員Paulo Augusto Raymundo Pereira說(shuō)。
人類主要消除汗液和尿液中的重金屬，對(duì)這些生物流體的分析是毒理學(xué)測(cè)試和治療的關(guān)鍵部分�！笆澜缧枰`活的傳感器，這些傳感器可以輕松，廉價(jià)和快速地大規(guī)模生產(chǎn)，就像我們的設(shè)備一樣，用于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，連續(xù)監(jiān)測(cè)和分散分析有害化合物，”Pereira說(shuō)。
與其他檢測(cè)生物流體中重金屬的金標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試不同，該傳感器在用于制造它的材料和生產(chǎn)階段方面很簡(jiǎn)單。“該設(shè)備的底座是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯[PET]，其頂部是導(dǎo)電的柔性銅膠帶，您可以從文具店購(gòu)買的那種標(biāo)簽，上面印有傳感器，以及指甲油或噴霧的保護(hù)層。通過(guò)將暴露的銅浸入氯化鐵溶液中20分鐘來(lái)除去，然后在蒸餾水中洗滌以促進(jìn)必要的腐蝕。所有這些都確保了速度，可擴(kuò)展性，低功耗和低成本，“瑞典查爾姆斯理工大學(xué)研究員，該文章的合著者Robson R. da Silva說(shuō)。
該設(shè)備連接到恒電位儀，這是一種便攜式儀器，通過(guò)測(cè)量電極之間的電位和電流差異來(lái)確定每種金屬的濃度。結(jié)果使用適當(dāng)?shù)膽?yīng)用軟件顯示在計(jì)算機(jī)或智能手機(jī)上。
該系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，無(wú)需培訓(xùn)即可供非專業(yè)人員以及醫(yī)院、診所和醫(yī)生辦公室等地點(diǎn)的技術(shù)人員使用。該設(shè)備還可用于幾種類型的環(huán)境管理情況。“例如，自流井受到監(jiān)管，需要持續(xù)監(jiān)測(cè)以分析水質(zhì)。在這種情況下，我們的傳感器非常有用，“該文章的作者，德國(guó)慕尼黑大學(xué)的研究員Anderson M. de Campos說(shuō)。
傳感器的鉛和鎘檢測(cè)性能在使用人造汗液的試驗(yàn)中得到了驗(yàn)證。學(xué)分：安德森·德坎波斯
改進(jìn)和可能的專利
傳感器在檢測(cè)鉛和鎘方面的性能是在理想實(shí)驗(yàn)條件下使用富含人工汗液的試驗(yàn)中評(píng)估的。在設(shè)備獲得專利之前，需要進(jìn)行調(diào)整。
“在發(fā)明完成之前，我們沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于柔性銅傳感器用于檢測(cè)汗液中有毒金屬的報(bào)告，但前部搜索可能會(huì)發(fā)現(xiàn)類似的東西，可能會(huì)阻止專利申請(qǐng)，”該文章的另一位合著者，IQSC-USP的研究員Marcelo L. Calegaro說(shuō)。
為了避免這個(gè)問(wèn)題，他正在研究改進(jìn)和其他應(yīng)用程序。一個(gè)想法是通過(guò)在造紙機(jī)中切割來(lái)取代產(chǎn)生廢物的腐蝕階段。另一種方法是使用相同類型的設(shè)備來(lái)檢測(cè)水和食物中的殺蟲劑。
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