<p><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1727593008388/1727593008388.jpg" width="740" height="416" /></p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">為了實(shí)現(xiàn)疾病的早期預(yù)警，必須快速、持續(xù)、方便地監(jiān)測關(guān)鍵的生物標(biāo)志物。新加坡國立大學(xué)和新加坡科技研究局的研究人員成功研制出一種新型傳感器，<span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;"><strong style="box-sizing: border-box;">能夠連續(xù)、實(shí)時(shí)地檢測固態(tài)表皮生物標(biāo)志物這一全新的健康指標(biāo)。</strong></span></p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">該研究團(tuán)隊(duì)由新加坡國立大學(xué)醫(yī)療健康創(chuàng)新與科技研究院&nbsp;(NUS Institute for Health Innovation &amp; Technology)、國大N.1個(gè)性化醫(yī)療研究所 (N.1&nbsp;Institute&nbsp;for&nbsp;Health)&nbsp;和新國大設(shè)計(jì)與工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系劉宇鑫助理教授，以及&nbsp;A*STAR 材料研究與工程研究所&nbsp;(A*STAR&rsquo;s Institute of Materials Research and Engineering) 傳感器與柔性電子部門首席科學(xué)家兼主任楊樂博士共同領(lǐng)導(dǎo)，其創(chuàng)新成果<strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">通過直接檢測皮膚上的膽固醇和乳酸等生物標(biāo)志物，提供了一種非侵入性的健康監(jiān)測方法。</span></strong></p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <section style="justify-content: flex-start; display: flex; flex-flow: row; box-sizing: border-box;"> <section style="display: inline-block; width: 100%; vertical-align: top; align-self: flex-start; flex: 0 0 auto; padding: 0px 8px; box-sizing: border-box;"> <section style="text-align: justify; color: #3e3e3e; box-sizing: border-box;"> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;"><strong style="box-sizing: border-box;">該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的可穿戴、可拉伸、基于水凝膠的傳感器克服了當(dāng)前依賴血液、尿液和汗液等生物流體樣本的方法的局限性。</strong></span>這使其成為了理想的可穿戴、持續(xù)和實(shí)時(shí)健康監(jiān)測工具，有助于及早發(fā)現(xiàn)心血管疾病和中風(fēng)等病癥。</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">此外，它還能有效監(jiān)測運(yùn)動員的乳酸水平，乳酸是疲勞和組織缺氧的指標(biāo)，對運(yùn)動員表現(xiàn)有著重要影響。這一研發(fā)成果尤其適用于慢性病管理、人群篩查、遠(yuǎn)程患者監(jiān)測和運(yùn)動生理學(xué)等領(lǐng)域。</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <section style="color: #3e3e3e; box-sizing: border-box;"> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">該團(tuán)隊(duì)的研究成果于2024年6月12日發(fā)表在《自然材料》雜志上。A*STAR 的高性能計(jì)算研究院、分子和細(xì)胞生物學(xué)研究院以及新加坡南洋理工大學(xué)也為這項(xiàng)研究做出了貢獻(xiàn)。</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> </section> </section> </section> </section> <p><strong><span class="h1">創(chuàng)新克服現(xiàn)有挑戰(zhàn)</span></strong></p> <section style="justify-content: flex-start; display: flex; flex-flow: row; box-sizing: border-box;"> <section style="display: inline-block; width: 100%; vertical-align: top; align-self: flex-start; flex: 0 0 auto; padding: 0px 8px; box-sizing: border-box;"> <section style="text-align: justify; color: #3e3e3e; box-sizing: border-box;"> <section style="color: #3e3e3e; box-sizing: border-box;"> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;"><span style="box-sizing: border-box;">生物標(biāo)記物&mdash;&mdash;血液或其他體液中存在的化學(xué)物質(zhì)，反映了特定時(shí)刻細(xì)胞或生物體的狀態(tài)&mdash;&mdash;的檢測通常需要分析血液、尿液和汗液等生物液體。</span></p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;"><span style="box-sizing: border-box;">這些方法雖然有效，但也存在挑戰(zhàn)。血液檢測具有侵入性且不方便，尿液分析則較為繁瑣且缺乏實(shí)時(shí)性。從汗液中檢測生物標(biāo)志物雖然是非侵入性的，但存在一些限制，比如難以讓不活動的人出汗，以及使用刺激出汗的藥物會造成不適，這些都可能妨礙疾病的早期診斷和治療。</span></p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;"><strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">固態(tài)表皮生物標(biāo)志物提供了一種可靠的替代方案。</span></strong>這些生物標(biāo)志物包括膽固醇和乳酸，存在于皮膚最外層的角質(zhì)層中，與心血管疾病和糖尿病等疾病密切相關(guān)。然而，直接檢測這些生物標(biāo)記物一直很困難。例如，傳統(tǒng)的固體電極缺乏必要的電荷傳輸途徑，無法對固態(tài)表皮生物標(biāo)志物進(jìn)行電化學(xué)傳感。</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> </section> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;新國大和 A*STAR 的研究團(tuán)隊(duì)采用新穎的傳感器設(shè)計(jì)克服了這一難題。當(dāng)設(shè)備佩戴在皮膚上時(shí)，固態(tài)表皮生物標(biāo)志物會溶解到離子導(dǎo)電水凝膠層中，通過水凝膠基質(zhì)擴(kuò)散，并在離子導(dǎo)電水凝膠層和電子導(dǎo)電水凝膠層交界處的酶催化下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)。<strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">相關(guān)生理數(shù)據(jù)隨后通過柔性印刷電路板無線傳輸?shù)酵獠坑脩艚缑妫瑥亩峁┻B續(xù)監(jiān)測功能。</span></strong>該傳感器采用一種名為絲網(wǎng)印刷的可規(guī)?；医?jīng)濟(jì)高效的制造工藝生產(chǎn)。&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;"><strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">我們的新型水凝膠傳感器技術(shù)是實(shí)現(xiàn)固態(tài)表皮生物標(biāo)志物無創(chuàng)檢測的關(guān)鍵。</span></strong><span style="box-sizing: border-box;">溶解生物標(biāo)記物的離子導(dǎo)電水凝膠層和電子導(dǎo)電水凝膠層促進(jìn)了電子傳輸。這種雙層結(jié)構(gòu)使生物標(biāo)記物能夠依次發(fā)生溶解、擴(kuò)散和電化學(xué)反應(yīng)。</span><strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">另一個(gè)亮點(diǎn)是傳感器的靈敏度，即使生物標(biāo)記物的濃度非常低，也能精確檢測到，</span></strong><span style="box-sizing: border-box;">&rdquo;劉宇鑫助理教授說。</span></p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="clear: none; white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&ldquo;<strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">這種可穿戴式傳感器是世界上第一個(gè)可以在干燥或無汗皮膚上監(jiān)測生物標(biāo)記物的傳感器。</span></strong>該傳感器的新型雙層水凝膠電極可與皮膚上的生物標(biāo)志物相互作用并對其進(jìn)行檢測，從而使它們成為一類新的健康指標(biāo)。可伸縮設(shè)計(jì)還能適應(yīng)皮膚的自然彈性，從而提高舒適度和準(zhǔn)確性。<strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">這項(xiàng)創(chuàng)新可以改變我們監(jiān)測健康和生活方式的方式，特別是對于那些需要持續(xù)監(jiān)測健康狀況的慢性病患者。</span></strong>&rdquo;楊樂博士說。</p> <p style="clear: none; white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="clear: none; white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="clear: none; white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;"><img style="display: block; margin-left: auto; margin-right: auto;" src="https://info.compassedu.hk/sucai/content/1727593128909/1727593128909.png" width="713" height="400" /></p> <p style="clear: none; white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box; text-align: center;"><span style="color: #666666;"><em>傳感器由離子、電子雙層水凝膠組成，可以檢測皮膚中的固態(tài)生物標(biāo)記物。</em></span></p> <p style="clear: none; white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="clear: none; white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <section style="box-sizing: border-box;"> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">與需要生物流體樣本的傳統(tǒng)傳感器不同，這種傳感器可以直接在皮膚上對固態(tài)表皮生物標(biāo)志物進(jìn)行連續(xù)、無創(chuàng)的監(jiān)測，<strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">因此對遠(yuǎn)程患者監(jiān)測和人群健康篩查非常有價(jià)值。</span></strong></p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">在臨床研究中，<strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">該傳感器在皮膚上檢測到的生物標(biāo)志物與血液樣本中發(fā)現(xiàn)的生物標(biāo)志物之間顯示出很強(qiáng)的相關(guān)性。</span></strong>這驗(yàn)證了傳感器的準(zhǔn)確性和可靠性，表明它可以替代血液檢測來監(jiān)測糖尿病、高血脂癥和心血管疾病等慢性疾病。</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">該傳感器的另一個(gè)優(yōu)勢是靈敏度高，<strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">可以檢測到極低水平的固態(tài)乳酸和膽固醇。</span></strong>這種靈敏度接近質(zhì)譜法，可確保對這些生物標(biāo)志物進(jìn)行精確監(jiān)測。</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">此外，該傳感器的設(shè)計(jì)還能將運(yùn)動偽影&mdash;&mdash;即當(dāng)用戶的運(yùn)動影響傳感器的位置或其與皮膚的接觸壓力時(shí)產(chǎn)生的偽影&mdash;&mdash;減少到傳統(tǒng)傳感器的三分之一。這一新發(fā)現(xiàn)已成功地建立了數(shù)學(xué)模型。雙層水凝膠最大限度地<strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">減少了運(yùn)動造成的干擾，從而確保了讀數(shù)的一致性和可靠性，同時(shí)該裝置的可伸縮性和類膚性也提高了用戶的舒適度。</span></strong></p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> </section> <section style="margin: 10px 0%; box-sizing: border-box;"> <section style="line-height: 1.8; box-sizing: border-box;"> <p style="clear: none; white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&ldquo;這項(xiàng)技術(shù)可能的應(yīng)用之一是取代妊娠糖尿病測試，也就是俗稱的葡萄糖耐量測試。與其讓孕婦多次抽血，<strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">我們的傳感器可以方便地在患者家中實(shí)時(shí)跟蹤血糖水平，準(zhǔn)確度與傳統(tǒng)測試類似。</span></strong>這也可以應(yīng)用于一般糖尿病的檢測，替代了定期的指尖采血測試。&rdquo;劉宇鑫助理教授解釋道。</p> <p style="clear: none; white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="clear: none; white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> </section> </section> <section style="margin: 10px 0%; box-sizing: border-box;"> <section style="line-height: 1.8; box-sizing: border-box;"> <p style="clear: none; white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&ldquo;另一個(gè)潛在應(yīng)用是將傳感器用于日常心臟健康監(jiān)測，因?yàn)樾难芗膊≌夹录悠滤劳鋈藬?shù)的近三分之一。研究團(tuán)隊(duì)已著手開展一項(xiàng)研究計(jì)劃，<strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">與心臟病專家密切合作，建立乳酸、膽固醇和葡萄糖等生物標(biāo)志物與心臟健康之間的臨床相關(guān)性，</span></strong>&rdquo;楊樂博士說。</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;"><strong><span class="h1">推出新一代傳感器</span></strong></p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> <p style="white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">新國大和&nbsp;A*STAR 的研究人員計(jì)劃<strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">通過增加傳感器的工作時(shí)間和靈敏度來提高傳感器的性能。</span></strong>此外，他們還計(jì)劃<strong style="box-sizing: border-box;"><span style="color: #003d7c; box-sizing: border-box;">整合更多的固態(tài)分析物，將傳感器的適用范圍擴(kuò)大到其他生物標(biāo)志物。</span></strong>研究人員也在與醫(yī)院合作，提供更多的臨床驗(yàn)證，并將該技術(shù)帶給患者，特別是用于連續(xù)葡萄糖監(jiān)測以及動態(tài)恢復(fù)力的定量評估。</p> </section> </section> <p style="clear: none; white-space: normal; margin: 0px; padding: 0px; box-sizing: border-box;">&nbsp;</p> </section> </section> </section>