来源：朱嘉伦和林书玉
锂可以缓解双相情感障碍和抑郁症的症状——如果摄入量恰到好处。太少不会起作用，而太多会带来危险的副作用。为了准确监测体内这种药物的含量，患者需要接受侵入性血液检查。但是今天，科学家们报告了一种微型传感器的发明，该传感器可以在短短 30 秒内检测指尖表面汗液中的锂含量，而无需前往诊所。
研究人员今天将在美国化学学会 (ACS) 的秋季会议上展示他们的研究结果。
锂不仅需要以一定的剂量服用，而且患者经常难以按规定服用，并且可能会错过药片。因此，当药物似乎不起作用时，医疗保健提供者需要知道患者实际吞咽了多少药物。但是当前的监控选项有很大的缺点。例如，抽血会产生准确的结果，但它们具有侵入性且耗时。与此同时，药丸计数器不直接测量药物的摄入量。为了解决这些限制，该团队转向另一种体液。
“虽然它可能不可见，但人体会不断产生汗水，而且通常只有非常少量的汗水，”与研究生朱嘉伦共同展示这项工作的研究生研究员林书玉博士说。会议。“从药物中提取的小分子，包括锂，出现在汗液中。我们认为这是开发一种新型传感器来检测这些分子的机会。”
加州大学洛杉矶分校项目研究员 Sam Emaminejad 博士说：“只需轻轻一按，我们的新设备就可以获得有关体内循环的临床有用的分子水平信息。” （加州大学洛杉矶分校）。“我们已经与许多基于触摸的电子产品进行交互，例如智能手机和键盘，因此这种传感器可以无缝集成到日常生活中。”
然而，设计一种检测锂的传感器提出了一些技术挑战。汗水通常仅以微量存在，但检测锂带电粒子所需的电化学传感需要水性或水性环境。为了提供它，该团队设计了一种含有甘油的水基凝胶。这种额外的成分可以防止凝胶变干，并为传感器的电子部分创造了一个可控的环境。
为了在锂离子穿过凝胶后捕获锂离子，该团队使用了离子选择性电极。与参比电极相比，积累的离子会产生电位差。研究人员利用这种差异来推断汗液中锂的浓度。这些组件共同组成了一个微型矩形传感器，它比图钉的头部还小，可以在大约 30 秒内检测到锂。该传感器仍处于初步测试阶段，研究人员设想将其整合到一个更大的、尚未设计的系统中，为提供者或患者提供视觉反馈。
在使用人工指尖对传感器进行表征后，该团队招募了真人对其进行测试，其中包括一名接受锂治疗方案的人。研究人员记录了此人服药前后的锂含量。他们发现这些测量值与唾液中的测量值接近，先前的研究表明唾液可以准确测量锂含量。未来，研究人员计划研究乳液和其他皮肤产品对传感器读数的影响。
该技术还具有锂以外的应用。Emaminejad 正在开发类似的基于触摸的传感器来监测酒精和对乙酰氨基酚（一种也称为泰诺的止痛药），同时也在探索检测其他物质的可能性。完整的传感系统可能包括其他功能，例如通过指纹保护的加密，或者，对于容易滥用的物质，机器人分配系统仅在患者血液中的水平低时才释放药物。