新型芯片技術(shù)：可迅速捕捉健康動(dòng)態(tài)
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】科技的進(jìn)步正在不斷拓展我們對生命科學(xué)的理解，尤其是對如何快速、準(zhǔn)確地監(jiān)測健康狀況的新方法。最近，一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)引起了廣泛關(guān)注——一種新型芯片能夠利用血液發(fā)電并測量電導(dǎo)率，從而快速監(jiān)測健康情況。這一成果由美國匹茲堡大學(xué)的研究人員研發(fā)，相關(guān)論文已發(fā)表在《先進(jìn)材料》雜志上。
血液電導(dǎo)率是評估人體健康狀態(tài)的一個(gè)重要指標(biāo)，它主要由血液中的基本電解質(zhì)濃度決定，如鈉離子和氯離子等。這些電解質(zhì)在人體的許多生理過程中扮演著至關(guān)重要的角色，因此，準(zhǔn)確測定血液電導(dǎo)率能夠幫助醫(yī)生更好地診斷各種疾病。
盡管人體血液電導(dǎo)率非常重要，但由于在測量方面存在困難，人們對血液電導(dǎo)率的了解程度不深，實(shí)施起來難度較大。
由此，研究團(tuán)隊(duì)提出了一種毫流體納米發(fā)電機(jī)片上實(shí)驗(yàn)室設(shè)備，能夠測量低頻血液電導(dǎo)率。該設(shè)備中有一種集成摩擦電納米發(fā)電機(jī)(TENG)，能利用血液將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能。
這一過程涉及到接觸材料之間的電子交換。在TENG系統(tǒng)中，電子轉(zhuǎn)移和電荷分離會產(chǎn)生電壓差，電壓差會驅(qū)動(dòng)電流。為了確定血液的電導(dǎo)率，研究團(tuán)隊(duì)分析了這種設(shè)備在特定負(fù)載條件下所產(chǎn)生的電壓。他們還運(yùn)用人工智能模型，通過分析設(shè)備生成的電壓模式來直接估算血液電導(dǎo)率。經(jīng)過與傳統(tǒng)測試方法比較，證明了新設(shè)備的準(zhǔn)確性。
這項(xiàng)技術(shù)的突破之處不僅在于其測量準(zhǔn)確性，更在于它為醫(yī)療測試的普及提供了新的可能性。這種設(shè)備能夠在體內(nèi)任何有血液流通的地方進(jìn)行操作，利用局部血液進(jìn)行自供電診斷。這意味著未來可能不再需要外接電源或大型醫(yī)療設(shè)備，就能實(shí)現(xiàn)對血液電導(dǎo)率等重要健康指標(biāo)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
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