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塔夫茨大学工程师推出可穿戴传感器检测病原体毒素有害化学品

塔夫茨大学,马萨诸塞州梅德福

机身嵌入传感材料的无人机。(图片来源:SilkLab)

生物聚合物传感器平台

塔夫茨工程学院研究人员开发方法,用可像油墨打印在广泛材料上(含可穿戴设备)的生物聚合物传感器检测环境中细菌、毒素和危险化学品。

利用萤火虫同类酶,传感器基于计算设计蛋白和从家蚕茧提取的丝素蛋白,检测隐形威胁时发光。

生物聚合物传感器也可嵌入薄膜、海绵、滤芯,或像塑料一样模塑,采样检测空气和水传播危险,或信号体内感染。

传感器潜在暴露细菌毒素危险化学品后需喷洒无毒化学试剂。若目标存在,传感器发光;发光强度提供目标浓度定量度量。

"实验室设计蛋白与丝素结合的传感器平台可适配检测广泛化学生物制剂,具有高特异性灵敏度。"——Fiorenzo Omenetto教授,塔夫茨SilkLab主任

"例如SARS-CoV-2和抗乙肝抗体可测至接近家用检测水平。"

模块化设计与多形态应用

感测元件模块化,开发者可替换新设计蛋白捕获特定病原体或测量特定分子,发光机制保持不变。

"用传感器可捕获微量空气传播SARS-CoV-2,或想像修改适配下一个公共卫生威胁。"——Omenetto

传感器可呈现多种形式,研究团队创建病毒感应无人机,机身嵌入传感材料。飞行时螺旋桨引导气流通过无人机多孔机身,着陆后检查。此例中无人机对空气传播病原体反应,可安全距离监测环境。

研究者在60°C储存嵌入SARS-CoV-2传感器材料四个月测试保质期,发现性能变化极小。

"意味着可长期制造分发储存这些感测界面不失灵敏度准确性,无需冷藏存储,考虑到蛋白材质这点非凡。"——Luciana d'Amone,项目联合负责人

"例如可制作能检测病原体手术口罩,装箱随时间使用如常规口罩。也展示可在食品包装内打印传感器追踪变质毒素。可修改许多日用产品纳入感测,正常储存使用。"——d'Amone

团队设想传感器应用范围:从个人患者监测感染控制到家庭职场军事灾区环境感测。

更多信息请联系Mike Silver,邮箱:此邮箱受反垃圾邮件保护,需启用JavaScript查看;电话:617-627-0545。

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