هوافضا- علوم هوایی

نانوحسگری با قابلیت رصد کارهای فیزیولوژیکی بدن با هدبند ورزشی

نانوحسگری با قابلیت رصد کارهای فیزیولوژیکی بدن با هدبند ورزشی

هوا فضا: هوا فضا: پژوهشگران دانشگاه های بوعلی سینا و علوم پزشکی بقیةالله سنسور پوشیدنی بر پایه نانوساختار بمنظور اندازه گیری میزان غلظت یون سدیم در نمونه عرق انسان را معرفی کردند که بگفته آنها این سنسور ارزان و قابل حمل، می تواند بصورت غیرتهاجمی علاوه بر ورزشکاران برای تشخیص سلامت عمومی، نظارت بر استرس گرمایی و تشخیص بیماریهای مختلف مورد استفاده قرار گیرد.


به گزارش هوا فضا به نقل از ایسنا، حسگرهای پوشیدنی مستقیماً بر روی پوست انسان قرار می گیرند و بدون نیاز به ابزارهای جانبی، می توانند کارهای فیزیولوژیکی بدن را رصد کنند. در این پژوهش یک سنسور پتانسیومتریِ پوشیدنی برای اندازه گیری لحظه ای یون های سدیم در نمونه های تعریق انسان ارائه شد.
دکتر طیبه مدرکیان، عضو هیأت علمی دانشگاه بوعلی سینا همدان درباره ی این طرح اظهار داشت: کنترل میزان یون سدیم یک شاخص مناسب برای تشخیص دی هیدراسیون یا کم آبی بدن ورزشکاران است و ما در این مطالعات از نانوساختار Na۰.۴۴MnO۲ به سبب توانایی برهمکنش با یون های سدیم، رسانایی الکتریکی، پایداری و هزینه ساخت کم به عنوان ماده فعال در ساخت سنسور پوشیدنی برای تشخیص کم آبی بدن ورزشکاران استفاده کردیم.
وی افزود: بمنظور تعیین غلظت یون سدیم در نمونه عرق انسان، سنسور پتانسیومتریِ پوشیدنی تولید شده در یک هدبند ورزشی تعبیه شد. این سنسور بصورت لحظه ای می تواند غلظت یون سدیم را به یک تلفن همراه بوسیله بلوتوث منتقل کند. این سنسور می تواند یون سدیم را در محدوده غلظتی ۰.۲۱ تا ۲۴.۵۴ میلی مولار در نمونه عرق اندازه گیری نماید که این گستره غلظتی محدوده فیزیولوژیکی این یون را پوشش می دهد.
بگفته این محقق این سنسور پوشیدنی می تواند برای اندازه گیری غیرتهاجمی یون سدیم در عرق انسان بمنظور مراقبت های بهداشتی و تشخیص بیماری استفاده گردد.
مدرکیان بیشترین کاربرد این سنسورهای قابل حمل را در صنایع پزشکی، مهندسی پزشکی، علوم تغذیه، نظامی و علوم ورزشی دانست و تصریح کرد: به عنوان مثال، برای مفسرین علوم ورزشی بسیار حائز اهمیت می باشد که میزان غلظت تعدادی از یون های مهم در عرق فرد ورزشکار را در لحظه کنترل کنند، برای اینکه غلظت تعدادی از یون ها با عملکرد فیزیولوژیکی بدن ارتباط دارد. غلظت لحظه ای این یون، اطلاعات فیزیولوژیکی مهمی را در مورد عملکرد بدن در اختیار متخصصان قرار می دهد تا تصمیم گیری بهتری در مورد درمان و یا تغذیه افراد داشته باشند.
وی معتقد می باشد امکان تجاری سازی این محصول وجود دارد و باتوجه به خاصیت های قابل حمل بودن، قیمت پایین، حساسیت بالا نسبت به یون سدیم و امکان ارسال نتایج سنسور به تلفن همراه، تجاری سازی این محصول می تواند به صنعت پزشکی کمک شایانی کند. هم اکنون تجاری سازی این محصول توسط دانشگاه بوعلی سینا، دانشگاه علوم پزشکی بقیةالله (عج)، یک شرکت شتابدهنده و یکی از شرکت های دانش بنیان در دست بررسی می باشد.
این عضو هیات علمی دانشگاه دانشگاه بوعلی سینا همدان با اهمیت ترین مزیت این پژوهش نسبت به مطالعات مشابه را استفاده از روش پتانسیومتری به عنوان روش تشخیصی در ساخت سنسور عنوان نمود و تصریح کرد: سنسورهای پوشیدنی الکتروشیمیایی عمدتا از روش های ولتامتری و یا آمپرومتری استفاده می نمایند. محدودیت های الکترونیکی موجب می شود تا امکان قابل حمل کردن این حسگرها با چالش هایی همراه باشد. در صورتیکه برخلاف روش های ولتامتری و آمپرومتری، سنسورهای پوشیدنی بر پایه روش پتانسیومتری به آسانی به دستگاه های قابل حمل تبدیل می شوند.
مدرکیان اظهار نمود: از دیگر مزایای این پژوهش می توان به رفاه حال فرد داوطلب در حین انجام آزمایش اشاره نمود. باتوجه به این نکته که برای تعیین غلظت یون سدیم، نیازی به گرفتن نمونه خون و یا مایعات بینابینی نیست و تنها بوسیله عرق حاصل از کارهای روزمره، میزان غلظت این یون سنجش می شود، داوطلب احساس رفاه و آرامش در حین آزمایش دارد.
وی با اشاره به پروسه استفاده از فناوری نانو در این طرح پژوهشی اظهار داشت: نانوساختار Na۰.۴۴MnO۲ به سبب داشتن توانایی برگشت پذیری پاسخ نسبت به یون Na+، یک ماده فعال سنسوری برای ساخت حسگرهایی با کارایی بالا برای تشخیص غلظت های کم از یون سدیم در سیالات زیستی بدن است. ساخت این نانوساختار توسط تکنیک های مشخصه یابی مختلف (XRD، FESEM، EDX و BET) تأیید شده است. حفرات نانوساختار Na۰.۴۴MnO۲ حساسیت بالایی به یون سدیم دارند و سایر یون های موجود در نمونه های عرق (مانند یون های پتاسیم، کلسیم و منیزیم) اجازه ورود به نانوساختار را ندارند.
مدرکیان اشاره کرد: این سنسور پوشیدنی تهیه شده با نانوساختار Na۰.۴۴MnO۲ بصورت گزینش پذیر به یون های سدیم پاسخ می دهد و یون های مزاحم نمی توانند پاسخ سنسور را مختل کنند.
به نقل از ستاد نانو، محقق این طرح اشاره کرد: امروزه پزشکان، متخصصان علوم تغذیه و ورزش، نیاز دارند تا متغیرهای شیمیایی، فیزیکی و یا زیستی را بصورت لحظه ای رصد کنند تا در مورد بیماران یا افراد ورزشکار به درستی تصمیم گیری کنند. دسترسی به سیالات زیستی مانند مایع بینابینی و خون دارای یک چالش مهم می باشد، برای اینکه بمنظور دسترسی به نمونه، شکستن سطح پوست موردنیاز است و می تواند موجب عفونت شود. از طرفی دیگر، در بین تحلیل و بررسی سیالات زیستی، نمونه عرق انسان از اهمیت زیادی برخوردار است، برای اینکه یک سیال زیستی غیر تهاجمی است. یون سدیم می تواند برای تشخیص سلامت عمومی، نظارت بر استرس گرمایی و تشخیص بیماریهای مختلف مانند هیپوناترمی و فیبروز کیستیک مورد استفاده قرار گیرد. بنابراین، تعیین سطح این یون در عرق، بمنظور ارائه اطلاعات مهم برای تشخیص بالینی لازم است.
نتیجه همکاری پژوهشگران دانشگاه بوعلی سینا و دانشگاه علوم پزشکی بقیةالله (عج) به راهنمایی دکتر طیبه مدرکیان، دکتر عباس افخمی عضو هیأت علمی دانشگاه بوعلی سینا و دکتر حسن باقری عضو هیأت علمی دانشگاه علوم پزشکی بقیةالله که در قالب یک طرح پژوهشی مشترک بین دانشگاه بوعلی سینا و دانشگاه علوم پزشکی بقیةالله (عج) انجام شده، در مقاله ای با عنوان Wearable Potentiometric Sensor Based on Na۰.۴۴ MnO۲ for Non- invasive Monitoring of Sodium Ions in Sweat در نشریه ANALYTICAL CHEMISTRY به چاپ رسیده است.




منبع:

1401/05/30
12:36:33
0.0 / 5
311
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۹ بعلاوه ۴
هوا فضا هوافضا