Исследователи создали специальный ультратонкий сенсор из золота, который можно прикрепить непосредственно к коже без раздражения или дискомфорта. Датчик может проводить химический анализ тела измеряя различные биомаркеры или вещества. Его работа основана на методе рамановской спектроскопии*(неупругое рассеяние фотонов, известное как комбинационное рассеяние), где лазерный свет, направленный на датчик, слегка изменяется в зависимости от того, какие химические вещества присутствуют на коже в этот момент. Датчик можно настроить так, чтобы он был достаточно чувствительным и точным для практического использования.
В носимых технологиях нет ничего нового. Многие носят смарт-часы, способные отслеживать определенные показатели, такие как частота сердечных сокращений, но пока они не могут измерять химические параметры, которые могли бы быть полезны для медицинской диагностики. Умные часы или более специализированные медицинские датчики для мониторинга определенных параметров здоровья относительно громоздки и довольно дороги. Команда исследователей химического факультета Токийского университета, искала новый способ неинвазивного и экономичного определения различных состояний здоровья и состояния окружающей среды.
Они наткнулись на увлекательный метод производства надежных гибких электронных компонентов, предложенный другой исследовательской группой Токийского университета. Эти устройства сплетены из сверхтонких нитей, покрытых золотом, поэтому их можно без проблем прикрепить к коже (золото никак не реагирует с кожей и не раздражает ее). Основным компонентом датчика является тонкая золотая сетка, поскольку золото не реагирует, а это означает, что когда оно вступает в контакт с веществом, которое необходимо измерить, например, биомаркером потенциального заболевания, присутствующим в поте, оно химически не изменяет это вещество. Но вместо этого, поскольку золотая сетка очень тонкая, она может обеспечить удивительно большую поверхность для связывания этого биомаркера, и именно здесь вступают в действие другие компоненты датчика.
При попадании маломощного лазера на золотую сетку, часть лазерного света поглощается, а часть отражается. Большая часть отраженного света имеет ту же энергию, что и падающий свет. Однако некоторая часть входящего света отдает энергию биомаркеру или другому измеряемому веществу, а расхождение в энергии между отраженным и падающим светом является уникальным для рассматриваемого вещества. Датчик, называемый спектрометром, может использовать этот определенный энергетический отклик для идентификации вещества. Этот метод химической идентификации известен как рамановская спектроскопия.
Эти исследования показывают, что становится возможным создание датчиков, скажем, для мониторинга уровня глюкозы, идеально подходящие для больных диабетом, или быть полезными для обнаружения вирусов.
В целом, это может привести к новому поколению недорогих биосенсоров, которые могут произвести революцию в мониторинге здоровья и снизить финансовое бремя здравоохранения.
* Лазерный свет взаимодействует с колебаниями атомов в молекулах, фононами или другими возбуждениями в системе, в результате чего энергия лазерных фотонов смещается в область высоких или низких значений. Сдвиг энергии даёт информацию о колебательных модах в системе. (источник wikipedia).
Источник статьи
