科技日報記者 劉霞
美國賓夕法尼亞州立大學(xué)科學(xué)家研發(fā)出一款便攜式多傳感器芯片，能同時監(jiān)測傷口內(nèi)多種生物標(biāo)志物，在傷病表現(xiàn)出感染或炎癥征兆前，甚至早在肉眼可見的癥狀出現(xiàn)之前，便能捕捉到其惡化的蛛絲馬跡。相關(guān)成果近日發(fā)表于《自然》集團旗下的《2D材料與應(yīng)用》雜志。
在美國，數(shù)百萬人飽受慢性病痛之苦，患者群體涵蓋糖尿病患者、燒傷康復(fù)者、術(shù)后人群及各類創(chuàng)傷受害者。對臨床醫(yī)生而言，早期發(fā)現(xiàn)感染、炎癥或愈合障礙極具挑戰(zhàn)，而一旦延誤，可能導(dǎo)致傷情惡化、組織受損甚至截肢風(fēng)險。
為此，團隊研發(fā)了這款集成多種傳感器的芯片。它能同步追蹤四項關(guān)鍵指標(biāo)：pH值（感染傷口通常呈堿性）、尿酸（反映組織損傷與代謝）、吩嗪-1-甲酸（特定病原體產(chǎn)物）以及白細(xì)胞介素-6（炎癥蛋白）。這種多維度的監(jiān)測能力，為評估傷口愈合進程及潛在風(fēng)險提供了全景視角。
這種多傳感芯片的核心材料采用激光誘導(dǎo)石墨烯（LIG）。這是一種由激光與含碳材料作用生成的原子級薄碳，相較于其他石墨烯薄膜，LIG成本更低、更易擴展。其天然的多孔結(jié)構(gòu)和高比表面積，為生物分子的電化學(xué)傳感提供了豐富的活性位點。雖結(jié)構(gòu)略顯無序，但這反而賦予了其在傳感應(yīng)用中的獨特優(yōu)勢。
團隊表示，該技術(shù)未來可植入智能手機、平板電腦或臨床系統(tǒng)，實現(xiàn)連續(xù)遠(yuǎn)程追蹤。他們也計劃將該平臺與微創(chuàng)采液技術(shù)結(jié)合，以替代傳統(tǒng)注射器等侵入式采樣方式。
