印在天然材料上的可穿戴式传感器可分析汗液中存在的物质

巴西圣保罗大学(USP)的研究人员与阿拉拉夸拉的圣保罗州立大学(UNESP)的同事，阿拉拉夸拉大学的同事在巴西共同创造了一种印在微生物纳米纤维素(一种天然聚合物)上的可穿戴传感器。 (UNIARA)，坎皮纳斯大学(UNICAMP)和巴西国家纳米技术实验室(LNNano)。

皮肤粘附传感器是印刷在塑料表面上的常规传感器的改进替代品。它可用于无创检测和监测汗液中存在的体液。

该研究由Osvaldo Novais de Oliveira Junior牵头，并由FAPESP通过“由生物聚合物制成的可植入和植入式生物传感器进行长期监测”，“用于生物标志物检测的纳米结构柔性设备的设计和制造”和“开发分析工具”项目提供支持基于电子舌头同时检测细菌威胁”，以及“多用户设备”赠款。

题为“粘附在人体皮肤上的微生物纳米纤维素用于电化学传感器以检测汗液中的金属离子和生物标记”的文章发表在《塔兰塔》杂志上。

微生物纳米纤维素是一种100%天然聚合物。它是由糖中的细菌产生的。与塑料相比，它的主要优点是与人体皮肤的界面更好。该文章已在商业上用于伤口敷料已有数年的历史了，但在其他应用中却从未被作为电化学传感器的基材进行研究。”该文章的共同第一作者罗布森·罗萨·达席尔瓦(Robson Rosa da Silva)说。

塑料基板上的可穿戴传感器的问题之一是汗液在皮肤和传感器之间形成屏障，阻碍了检测并促进了过敏。席尔瓦说：“纳米纤维素是完全透气的，使汗液可以到达电极的活性层。”

传感器是一个小的粘性矩形，长1.5厘米，宽0.5厘米，薄如一张薄纸。它可以检测多种生物标志物，例如钠，钾，尿酸，乳酸和葡萄糖。这些元素或物质在血液中循环，在汗液中也可以检测到。因此，糖尿病监测是纳米纤维素传感器的一种可能的应用。另一个是通过检测雌激素来控制女性的激素。”席尔瓦说。

该设备还可用于检测生物体中大气污染物的存在。他说：“作为概念证明，我们将传感器暴露于低水平的铅和镉等有毒金属中，结果是肯定的。”

使用半自动丝网印刷机和具有高浓度碳颗粒的糊剂将检测单元印刷在微生物纳米纤维素基质上。碳是优选的，因为其显着的导电性。该文章的另一共同第一作者Paulo Augusto Raymundo Pereira解释说：“化学氧化还原反应产生的电信号可以测量目标代谢物的浓度。

传感器连接到稳压器，稳压器通过电流变化进行电化学测量。获得的数据被传输到计算机并转换为标准曲线。”

根据Pereira的说法，可以轻松地设计传感器与数据测量和读取设备之间的无线通信。