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生物电子芯片在20分钟内检测唾液中的维生素C和D

本站发布时间:2024-04-28 10:50:42

萨蒂尔德大学的研究人员;o Paulo(USP)在巴西开发了一种生物电子芯片,可以同时检测体液中的维生素C和D。它灵活易看,可用于可穿戴设备,有助于个性化饮食。在ACS Applied Nano Materials上发表的一篇文章中对细节进行了描述

维生素C和D是微量营养素,作为对抗病毒和细菌的代谢途径的参与者,在免疫系统中发挥着至关重要的作用。监测生物体中的这些维生素可以帮助确保它们的水平既不不足也不过量

然而,目前可用的方法需要由专业人员操作的昂贵的实验室设备。它们需要采集血液样本并产生危险废物。同时检测和分析同一样品中的两种维生素是困难的

为了简化过程,圣卡洛斯物理研究所的研究人员使用相对便宜的资源,如碳和快速操作协议,开发了一种用于自我监测维生素C和D的电化学芯片。

该芯片是一次性的,包含两个传感器,每个传感器都使用电流来检测维生素。在维生素C的情况下,传感器由碳纳米颗粒制成,起到电催化剂的作用。维生素D传感器由石墨氮化碳和金纳米颗粒与25(OH)D3抗体层结合制成。25(OH)D3是维生素D最丰富的循环形式,因为它的半衰期很长

该芯片易于操作。用户所要做的就是将其连接到一个类似血糖仪的小型便携式电子设备上,插入唾液或血清样本,等待电流指示维生素的存在和水平。结果在不到20分钟的时间内得到

该文章的第一作者、现任英国伦敦帝国理工学院研究员Thiago Serafim Martins表示:“通过将电化学活性物质固定在其中一个传感器的表面,我们能够消除对标签和氧化还原探针的需求,简化设备并降低分析的复杂性。”

“这使芯片可能更实用、更高效,使其能够直接用于药店、诊所等。此外,它足够灵活,可以作为可穿戴设备使用,嵌入护齿器或出牙器中,并直接应用于皮肤。”

其选择性和特异性在对照实验中得到了证实,该实验旨在测量血液和唾液样本中通常存在的其他物质的潜在干扰,如维生素B12、B1和B3、葡萄糖、乳酸、氯化钠和氯化钾

研究人员在开发检测维生素C和D的生物电子芯片时面临的主要挑战是确保芯片分析的样本中的维生素之间不会发生交叉反应

Martins解释道:“为了应对这一挑战,我们将芯片设计为具有两个不同表面化学性质的工作区域或传感器,并将其配置为在不同的电势下工作。”

科学家们看到了扩展芯片检测其他生物标志物的能力的潜力,包括几种类型癌症的生物标志物,尽管必须首先进行更多的研究来验证传感器。之后,他们计划申请专利,并最终将该技术授权给制造商

More information: Thiago S. Martins et al, Label- and Redox Probe-Free Bioelectronic Chip for Monitoring Vitamins C and the 25-Hydroxyvitamin D3 Metabolite, ACS Applied Nano Materials (2024). DOI: 10.1021/acsanm.3c05701

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