Biosensor-"Bandage" sammelt und analysiert Schweiß
Wie andere Bioflüssigkeiten enthält auch Schweiß eine Fülle von Informationen darüber, was im Körper vor sich geht. Das Sammeln der Flüssigkeit zur Analyse, in der Regel durch Tropfen oder Absaugen von der Hautoberfläche, kann jedoch zeitaufwendig und schwierig sein. Jetzt haben Forscher einen bandageartigen Biosensor entwickelt, der sowohl Schweiß sammelt als auch - in Verbindung mit einem Smartphone - analysiert. Das Gerät, das eines Tages bei der Diagnose von Krankheiten helfen könnte, wird in der Zeitschrift Analytical Chemistry von ACS vorgestellt.
Biosensor-Bandage vor (links) und nach (rechts) Schweißsekretion.
American Chemical Society
Im Vergleich zu anderen Bioflüssigkeiten wie Blut hat Schweiß das Potenzial, für diagnostische Tests weniger invasiv gewonnen zu werden. Forscher haben Werkzeuge entwickelt, um Schweiß zu sammeln und zu analysieren, wie z.B. temporäre Tattoos oder mikrofluidische Geräte, aber sie benötigen typischerweise Kabel, Elektronik oder ausgeklügelte Strukturen. Tailin Xu, Li-Ping Xu, Xueji Zhang und Kollegen wollten einen tragbaren Biosensor herstellen, der einem Verband ähnelt, der Schweißproben entnimmt und mit einem einfachen Farbwechselassay verschiedene Komponenten quantifiziert.
Um ihr Gerät herzustellen, beschichteten die Forscher eine flexible Polyesterfolie mit einer superhydrophoben Kieselsäure-Suspension. Anschließend ätzten sie Mikroporen in die Siliziumdioxidschicht, um Schweiß aufzunehmen. An der Unterseite der Wells platzierten sie Farbstoffe, die bei pH-Wert oder Konzentration von Chlorid, Glukose oder Kalzium ihre Farbe ändern. Das Team fügte eine selbstklebende Rückseite hinzu und befestigte die Biosensor-Bandage auf der Haut eines Probanden. Wenn die Person trainierte, sammelte sich ihr Schweiß in den Mikroporen, und die Flecken wechselten die Farben. Durch die Darstellung und Analyse der Farben mit dem Handy ermittelten die Forscher, dass der Schweiß-pH-Wert 6,5-7,0 betrug, eine Chloridkonzentration von etwa 100 mM hatte und Spuren von Kalzium und Glukose enthielt. Die Forscher arbeiten nun daran, die Empfindlichkeit des Gerätes zu erhöhen.
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