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8 février 2021

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Par Thamarasee Jeewandara, Org

La technologie des capteurs portables est un maillon essentiel de la médecine personnalisée, car les chercheurs doivent suivre simultanément plusieurs analyses dans le corps, pour obtenir une image complète de la santé humaine dans un nouveau rapport sur les progrès de la science, Yingli Wang et une équipe de scientifiques en biosystèmes et ingénierie et sciences de l’information à l’Université de Cambridge et à l’Université du Zhejiang à Yuk et en Chine, un capteur électronique portable avec une capacité de reconnaissance moléculaire «globale» L’équipe a présenté des métasurfaces flexibles avec une activité de diffusion Raman améliorée en surface (SERS) comme composant de base du capteur Le système contenait un processus flexible d’extraction de la sueur pour extraire les analyses d’empreintes digitales. Doigts de manière non invasive à l’intérieur du corps Basé sur des spectres de diffusion Raman uniques comme preuve de concept, ils ont réussi à détecter des quantités variables de médicaments traces à l’intérieur du corps pour obtenir un profil de métabolisme d’un médicament unique Le capteur comble le fossé de la technologie des capteurs portables pour fournir un processus de suivi moléculaire universel et sensible pour l’évaluation de la validation.

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Wang et al.ont introduit une plate-forme de capteurs électroniques portables plasmoniques intégrés avec une capacité de reconnaissance presque “ universelle ” La détection portable fournit un lien vers l’avenir de la médecine personnalisée, mais ces capteurs doivent surmonter le décalage fondamental entre la surface flexible dure et souple pour styling dans les interfaces vitales telles que la peau Les yeux, les nerfs et les dents pour évaluer de manière transparente la santé humaine Les appareils permettent aux chercheurs d’évaluer en permanence les signes vitaux, notamment la fréquence cardiaque, la température corporelle, la sueur et les activités physiques. Malgré le succès des capteurs physiques portables, non -Les techniques de suivi des particules invasives fournissent un aperçu de la dynamique du corps humain.Au niveau moléculaire, ces capacités vitales pour la médecine de précision personnalisée doivent encore être atteintes Dans ce cas, Wang et al visent à développer une nouvelle stratégie avec une spécificité cible globale plutôt que avoir une seule cible pour suivre plusieurs cibles simultanément L’équipe a développé une nouvelle plate-forme utilisant la spectroscopie Raman flexible. (SERS) – une surface linéaire plasmonique active servant de composant principal du capteur et un système électronique flexible pour l’extraction de la sueur et l’analyse de TEL Protection du corps

L’équipe a pris les empreintes digitales du spectre SERS unique en utilisant le capteur portable comme preuve de concept. Ils ont détecté la variabilité des concentrations de médicaments dans le corps humain pour obtenir le profil métabolique d’un individu. Le capteur portable intégré a comblé l’écart actuel dans le diagnostic personnel pour le suivi en temps réel des composés biochimiques importants. Les scientifiques ont utilisé la plate-forme de capteurs pour surveiller les signaux physiologiques ou les concentrations de médicaments dans le corps humain afin d’obtenir le profil métabolique d’un individu. Ensuite, à l’aide du capteur portable intégré, ils ont surveillé les signaux physiologiques ou les concentrations de médicaments dans le système d’administration de médicaments à rétroaction en boucle fermée

Le capteur plasmonique portable et compact contient deux composants principaux, dont une fine couche d’hydrogel chargée de molécules pour stimuler les sécrétions des glandes sudoripares. L’équipe a attaché ces formulations à deux électrodes réticulées en spirale comme composant d’extraction de la sueur. Wang et al. le processus d’iontophorèse (délivrance transdermique de médicament) à cette extraction; Largement utilisés comme méthode non invasive d’échantillonnage de la sueur dans l’instrumentation à des fins diagnostiques et thérapeutiques, ils ont formé un méta-film plasmonique à l’aide d’une super-nanoparticule d’argent agencée pour servir de composant de détection installé dans la configuration expérimentale de forts champs électromagnétiques localisés dans le nanocube ont donné lieu à l’effet SERS (Enhanced Raman Dispersion) sur la surface) pour détecter les molécules s’approchant de la surface du métafilm.Ils ont appliqué les deux composants sur un film polymère mince avec un module extrêmement bas pour former un mince, respirant et physiquement difficile support permettant à la peau non irritée d’adhérer à l’aide d’électrodes. L’équipe a utilisé un courant électrique modéré pour délivrer du chlorure d’acétylcholine dans la couche d’hydrogel afin de libérer les glandes sudoripares. Pour une génération rapide de sueur topique

Le capteur de l’appareil portable est basé sur l’effet SERS généré par le profil de super nanonet demandé, selon lequel l’équipe a découvert l’intention d’intérêt dans la sueur extraite initialement, ils ont assemblé une seule couche du réseau de nanocubes fermé à l’interface liquide / liquide Ensuite, ils ont transformé la structure en un support polymère mince et flexible. Après cela, les scientifiques ont vérifié la taille moyenne de l’espace entre les nanotubes à l’aide d’images de microscopie électronique à transmission (MET) à haute résolution et ont effectué des simulations numériques d’une différence de champ fini (FDTD) permettant la conformité mécanique et le contact. Peau pour métafilm avec mesures haute résolution. L’équipe a ensuite développé un film SERS et l’a transféré sur un hydrogel chargé d’agonistes attaché à des électrodes de grille fractale. Ils ont utilisé une conception hélicoïdale ultra-mince pour augmenter la tolérance du système de transpiration aux déformations mécaniques et y parvenir en développant une phase de conception “ îlot corrélé ” pour former un film SERS cassant avec un système électronique Doux et flexible L’équipe a assuré la durabilité de l’électronique après 100 cycles de test, sans aucun signal significatif dégradation pour remplir les fonctions requises du capteur Parfaitement portable

Wang et al .. ont ensuite recruté des volontaires sains pour effectuer des mesures in vivo (physiologiques) afin de démontrer la capacité de l’appareil à extraire la sueur. Les scientifiques ont utilisé la nicotine comme médicament modèle et ont surveillé la concentration réelle du médicament dans la peau par rapport au médicament livraison, absorption et taux métabolique pour chaque individu. Au cours des expériences, ils ont utilisé un capteur SERS portable associé à une alimentation sous pression et un contrôleur sans fil sur l’avant-bras des volontaires. L’appareil a démontré que le spectre de nicotine SERS dans la sueur était conforme au spectre de nicotine standard. Les résultats ont indiqué comment le capteur a été formé au comportement métabolique de la nicotine pour lui permettre de contrôler la pharmacocinétique du capteur portable Dynamisme des médicaments et leur profil métabolique Cependant, le capteur n’a effectivement détecté que les cibles stockées dans la couche superficielle peu profonde de l’épiderme; Par conséquent, les chercheurs devront comprendre comment cette valeur est liée aux concentrations de médicament dans le sang ou le liquide interstitiel au cours d’études ultérieures.

De cette façon, Yingli Wang et ses collègues ont démontré un capteur portable électronique plasmonique-électronique intégré en tant qu’appareil portable de nouvelle génération par rapport aux capteurs électrochimiques portables existants, ce capteur a montré une spécificité de cible plus large et une stabilité plus élevée Le dispositif intégré a comblé l’écart dans le diagnostic personnel et la micromédecine pour suivre en temps réel des molécules importantes dans le corps.L’équipe a proposé des applications pour la surveillance des signaux physiologiques et des concentrations de médicaments dans un système d’administration de médicaments en boucle fermée, et s’attend à ce que le capteur portable inspire une gamme d’applications multidisciplinaires.

Chu Si et al. Circuits de détection de température extensibles avec suppression de pression basés sur des transistors à nanotubes de carbone, Nature Electronics, Doi-gale / 101038 / s41928-018-0041-0

Sound D et al. Dispositifs portables multifonctionnels pour le diagnostic et le traitement des troubles du mouvement, nanotechnologie naturelle, Do-It-Y / 101038 / Nano 201438

© Réseau Science X 2021

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Technologie portable, détection, détection, transpiration

Actualités – CA – Capteur de surface plasmonique portable pour détecter les empreintes digitales moléculaires mondiales sur les interfaces biométriques

Source: https://phys.org/news/2021-02-wearable-plasmonic-metasurface-sensor-universal-molecular.html

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