Los investigadores han creado un reloj de pulsera único que contiene múltiples módulos, incluido un conjunto de sensores, un chip de microfluidos, procesamiento de señales y un sistema de visualización de datos para monitorear las sustancias químicas en el sudor humano. Su estudio se publica en la revista ACS Nano. .
"Puede controlar de forma continua y precisa los niveles de potasio (K + ), sodio (Na + ) y calcio (Ca 2+ ) iones, que ofrecen capacidades de seguimiento en tiempo real y a largo plazo", afirmó el investigador principal, el profesor Huang Xingjiu del Instituto de Física del Estado Sólido de los Institutos Hefei de Ciencias Físicas de la Academia de Ciencias de China
Se han logrado enormes avances en sensores de sudor basados en métodos electroquímicos, lo que facilita el seguimiento de los cambios corporales. La estabilidad del chip del sensor es crucial para el efecto de su aplicación y su vida útil, que es la clave para garantizar el funcionamiento confiable a largo plazo del sensor.
Por lo tanto, los investigadores se centraron en diseñar una interfaz SC estable como componentes centrales, mientras integraban completamente múltiples módulos del sensor de sudor para permitir un monitoreo simultáneo y confiable de múltiples iones objetivo.
En este estudio, los investigadores desarrollaron conjuntos de sensores fabricados en masa basados en carbono poroso dopado con N reticulado de poros múltiples jerárquicos recubiertos por microesferas de óxido de grafeno reducido (NPCs@rGO-950) con alta hidrofobicidad como SC central. Esto permitió un seguimiento altamente selectivo de K + , Na + y Ca 2+ iones en el sudor humano.
Utilizando tomografía computarizada y simulación de difusión potencial de interfaz sólido-sólido, descubrieron que la difusión de sustancias entre interfaces sólidas es muy baja y la capacidad de almacenar carga eléctrica en estas interfaces es alta. Esto garantiza una excelente estabilidad potencial, reversibilidad, repetibilidad y selectividad de los conjuntos de sensores.
La fiabilidad a largo plazo de este reloj es prometedora. Puede monitorear consistentemente los tres iones en el sudor humano durante más de 6 meses, superando la estabilidad de muchos otros sensores que se han reportado.
Este estudio representa un enfoque integral para el diseño de materiales, la investigación de mecanismos de interfaz, la producción en masa de chips de sensores y la integración modular completa, lo que brinda más posibilidades para los sensores electroquímicos de sudor portátiles, según el equipo.
Más información: Xin Cai et al, reloj de pulsera multiplexado totalmente integrado para la monitorización en tiempo real de iones electrolíticos en el sudor, ACS Nano (2024). DOI:10.1021/acsnano.3c13035
Información de la revista: ACS Nano
Proporcionado por los Institutos Hefei de Ciencias Físicas, Academia China de Ciencias
