尿液中某些化合物的濃度可以提供許多不同情況的信息，包括腎臟疾病、尿路感染和電解質(zhì)缺乏等，因而可以反映一個人的健康狀況，但是目前還沒有一種方便快捷的方法來跟蹤病人尿液中生物標(biāo)志物的濃度情況。當(dāng)下，病人想要進行尿液檢測，通常必須通過醫(yī)院實驗室來進行，或者使用不太靈敏的紙試紙條來檢測，然而這兩種方法都無法實現(xiàn)快速的臨床診斷。

利用可穿戴設(shè)備來監(jiān)測健康指標(biāo)——比如汗液中的電解質(zhì)和糖含量，是實現(xiàn)臨床即時診斷的良好途徑。基于此，通過設(shè)計一種可穿戴設(shè)備，有希望可以準確、靈敏地測量尿液中多種健康標(biāo)志物的濃度，并向醫(yī)護人員提供實時反饋。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，近日，來自中山大學(xué)光電材料與技術(shù)國家重點實驗室的研究人員設(shè)計了一種柔性傳感器，該傳感器可以集成在尿布上，測量尿液中的多種成分，并可以通過藍牙共享這些結(jié)果，從而為失禁、老人或嬰兒患者提供實時臨床分析。相關(guān)研究成果以“Smart Diaper Based on Integrated Multiplex Carbon Nanotube-Coated Electrode Array Sensors for In Situ Urine Monitoring”為題發(fā)表在ACS Applied Nano Materials上。

研究人員首先制造了一個約一元硬幣大小的柔性電極陣列，包括陣列上的五個不同電極，這些電極旨在專門檢測鉀離子、鈉離子、過氧化氫、尿酸或葡萄糖等生物標(biāo)志物，然后將陣列連接到具有藍牙模塊和鋰離子電池電源的電路板上。

柔性電極陣列制作工藝

柔性電極陣列接口

使用該陣列對三名志愿者的尿液樣本進行檢測，結(jié)果顯示其性能可以達到與目前市面上的商業(yè)尿液檢測系統(tǒng)相當(dāng)?shù)乃疁?。研究人員還發(fā)現(xiàn)，將該陣列傳感器集成到尿布中后，只要有尿液存在，便可以獲得生物標(biāo)志物的可讀信號。然而，在實際使用過程中，干燥的尿布會緩慢地而不是瞬間被尿液浸透，所以電極陣列必須進行多次測量才能獲得穩(wěn)定的讀數(shù)。因此，研究人員表示，經(jīng)過優(yōu)化之后，這種“智能”尿布可以成為快速、無痛尿液分析的方法，并具備商業(yè)化的潛力。

論文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.1c04220

審核編輯 ：李倩