ウェアラブル汗センサーが炎症の分子的特徴を検出(Wearable Sweat Sensor Detects Molecular Hallmark of Inflammation)

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2023-06-22 カリフォルニア工科大学(Caltech)

◆カリフォルニア工科大学の研究者たちは、初のウェアラブルスキンセンサーを開発しました。このセンサーは、人間の汗中のC-反応性蛋白質(CRP)をワイヤレスで検出することができます。CRPは炎症を示すバイオマーカーであり、血液中に存在する場合は健康状態の指標となります。
◆このセンサーにより、より侵襲性の少ない血液検査を必要とせずに、患者や医療専門家は健康状態を監視することが容易になります。センサーはレーザー刻印されたグラフェンを基に構築されており、金ナノ粒子と抗体を使用してCRPを検出します。研究者たちは、今後は他の重要なタンパク質やホルモン分子のモニタリングにもこのプラットフォームを応用し、慢性疾患管理に役立てたいとしています。

<関連情報>

汗中のC反応性タンパク質をモニタリングするワイヤレスパッチ A wireless patch for the monitoring of C-reactive protein in sweat

Jiaobing Tu,Jihong Min,Yu Song,Changhao Xu,Jiahong Li,Jeff Moore,Justin Hanson,Erin Hu,Tanyalak Parimon,Ting-Yu Wang,Elham Davoodi,Tsui-Fen Chou,Peter Chen,Jeffrey J. Hsu,Harry B. Rossiter & Wei Gao
Nature Biomedical Engineering  Published:22 June 2023
DOI:https://doi.org/10.1038/s41551-023-01059-5

extended data figure 1

Abstract

The quantification of protein biomarkers in blood at picomolar-level sensitivity requires labour-intensive incubation and washing steps. Sensing proteins in sweat, which would allow for point-of-care monitoring, is hindered by the typically large interpersonal and intrapersonal variations in its composition. Here we report the design and performance of a wearable and wireless patch for the real-time electrochemical detection of the inflammatory biomarker C-reactive (CRP) protein in sweat. The device integrates iontophoretic sweat extraction, microfluidic channels for sweat sampling and for reagent routing and replacement, and a graphene-based sensor array for quantifying CRP (via an electrode functionalized with anti-CRP capture antibodies-conjugated gold nanoparticles), ionic strength, pH and temperature for the real-time calibration of the CRP sensor. In patients with chronic obstructive pulmonary disease, with active or past infections or who had heart failure, the elevated concentrations of CRP measured via the patch correlated well with the protein’s levels in serum. Wearable biosensors for the real-time sensitive analysis of inflammatory proteins in sweat may facilitate the management of chronic diseases.

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医療・健康
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