该传感器薄膜颜色通常为绿色，但在氧气存在的情况下暴露于近红外光时会变成紫色
在治疗患有某些疾病（包括COVID-19）的患者时，监测他们的血氧水平很重要。一种新型皮下光敏传感器有望用于测量血液中的物质。这项技术正在美国塔夫茨大学（Tufts University）David Kaplan教授的实验室中开发。该光敏传感器目前采用薄膜圆盘的形式，比一角美元硬币还小，可通过外科手术将其插入皮肤表层下方——有点像纹身。
据麦姆斯咨询介绍，该光敏传感器薄膜由一种主要由丝素蛋白制成的可渗透凝胶组成，丝素蛋白是一种源自蚕丝的蛋白质。丝素蛋白不仅可生物降解和生物相容，而且不会改变添加到其中的物质的化学性质。
在最新研究中，添加物质是一种被称为PdBMAP的化合物，其在暴露于近红外光时会发光——周围环境中的氧气含量越高，发光的持续时间就越短，反之则越长。根据它的制造方式及材料，该光敏传感器可在几周到一年的任何时间里无害地溶解在体内。
在对该光敏传感器的测试中，科学家们将传感器插入老鼠的皮肤中，然后将近红外光照射到老鼠的皮肤上。该传感器通过发光做出响应，发光的持续时间准确地代表了它周围的间质液的氧含量——该间质液中的氧含量反映了血液中的氧含量水平。
皮下光敏传感器工作原理图
尽管已经可以使用脉搏血氧仪无创地测量血氧含量，但希望一旦进一步发展，传感器技术还可以用于测量血液中其他物质的含量，例如葡萄糖、乳酸或电解质等。目前，此类测量必须通过血液样本或通过将患者连接到复杂的仪器设备来获得。
David Kaplan教授的实验室中的研究生Thomas Falcucci研发了该传感器，他说道：“我们可以设想在许多情况下，这种类似纹身的皮下光敏传感器会很有用，甚至可以使用皮下传感器阵列跟踪多种血液成分，从而解决在传统临床环境之外长期监测慢性病患者的身体情况的需求。”
这项研究工作以“Degradable Silk-Based Subcutaneous Oxygen Sensors”为题，近期发表于Advanced Functional Materials期刊。
论文信息：https://doi.org/10.1002/adfm.202202020
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