基于試紙比色的低成本鈉傳感器

喀拉拉中央大學(xué)(Central University of Kerala，CUK)的博士研究人員團(tuán)隊開發(fā)了一種自我檢測試劑盒，用于檢測尿液和血清中的鈉（Na?）濃度，這可能會徹底改變臨床診斷。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，基于納米技術(shù)的鈉傳感器是Neeli Chandran博士學(xué)業(yè)研究的一部分，其相關(guān)研究成果現(xiàn)已發(fā)表在Nature旗下的《Scientific Reports》上。

Chandran博士的指導(dǎo)老師——喀拉拉中央大學(xué)物理系的Swapna Nair教授表示：“就目前而言，如果我們想要進(jìn)行電解質(zhì)檢測，只能選擇去（臨床）實驗室，以確定我們體內(nèi)是否存在鈉失衡。這項檢測將至少花費150盧比，但我們的試紙只需20盧比。如果能以商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)，它將會更加便宜?！?/p>

鈉傳感器是喀拉拉中央大學(xué)物理系及生物化學(xué)與分子生物學(xué)系的合作成果。糖尿病和腎病患者容易出現(xiàn)鈉失衡，這會引發(fā)一系列嚴(yán)重問題，如惡心、頭痛、疲勞、記憶力減退、肌肉無力、痙攣、癲癇發(fā)作和心臟問題。患者也可能表現(xiàn)出行為異常、昏厥甚至陷入昏迷。因此更早期和簡易的鈉失衡檢測方法可以挽救生命。

四年嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?/p>

Chandran博士和博士學(xué)者Prajith J以及Manikanta B在Swapna Nair教授的實驗室花了四年時間開發(fā)鈉檢測試劑盒，該實驗室專門進(jìn)行生物傳感器、物聯(lián)網(wǎng)傳感器、磁場傳感器、光學(xué)、紫外和紅外傳感器研究。

Nair教授表示：“基于試紙的鈉傳感器敏感材料是通過將姜黃素（一種源自姜黃的化學(xué)物質(zhì)）涂覆在3~9nm厚的銅粒子上制成的。姜黃素涂層保護(hù)納米銅粒子不被氧化。最終合成的產(chǎn)品是一種稱為量子點的類似墨水的溶液，我們用它來印刷試紙。價值10000盧比的量子點可以用于500條試紙的印刷，即一條試紙20盧比。該試紙與尿液或血清中的鈉發(fā)生反應(yīng)，并根據(jù)鈉濃度產(chǎn)生獨特的顏色。我們開發(fā)了一個包含九種顏色的圖表，供用戶與他們的試紙進(jìn)行比對。每種顏色都給出了他們尿液或血清中鈉濃度的范圍?！?/p>

姜黃素涂覆銅粒子的示意圖及其X射線衍射圖、FTIR光譜

基于試紙比色的鈉傳感器檢測鈉濃度的工作原理

Chandran博士的共同指導(dǎo)老師——Pilankkata教授補充道：“如果采用尿液檢測，鈉濃度水平應(yīng)高于每升20毫當(dāng)量（mEq/l）；而采用血清檢測，鈉濃度水平應(yīng)在135至145mEq/l之間，如果低于135的話稱為低鈉血癥?！?/p>

納米技術(shù)社群在線平臺AZoNano評議了Chandran等發(fā)表在《Scientific Reports》上的論文，并表示：“這款鈉傳感器的開發(fā)具有高度的臨床相關(guān)性。雖然離子選擇性電極和離子色譜等鈉濃度檢測方法可以給出準(zhǔn)確的結(jié)果，但它們的高成本、技術(shù)的復(fù)雜性和高樣品質(zhì)量要求限制了其日常使用?；谠嚰埖拟c傳感器是具有成本效益、用戶友好的替代品，可以快速產(chǎn)生檢測結(jié)果?！?/p>

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41598-022-09852-z

審核編輯 ：李倩