Caracter\u00edsticas de flujo de dispositivos microflu\u00eddicos de papel. (A) Fotograf\u00edas de dispositivos fluidos de papel serpenteante con diferentes anchos de papel de (i) 1 mm, (ii) 2 mm, (iii) 3 mm y (iv) 2 mm con sensores plasm\u00f3nicos integrados, que muestran distancias de viaje variables de 10 l de agua. (B) Distancia de viaje en funci\u00f3n del volumen de l\u00edquido de entrada. (C) Fotograf\u00edas de un dispositivo de fluidos de papel de 2 mm de ancho que muestran la distancia creciente de recorrido del l\u00edquido con el tiempo de 0,7 a 11,1 min. (D) Relaci\u00f3n entre el tiempo de viaje del l\u00edquido y la distancia de viaje en el papel microflu\u00eddico con diferentes anchos de canal. Las l\u00edneas continuas son curvas ajustadas de los datos experimentales (puntos). Barras de escala, 5 mm. Cr\u00e9dito: Avances cient\u00edficos (2022). DOI: 10.1126\/sciadv.abn1736 <\/p>\n
Los sensores de sudor port\u00e1tiles desempe\u00f1an un papel importante en la informaci\u00f3n cl\u00ednicamente significativa relativa a la salud y la enfermedad de las personas. Si bien los sensores se basan principalmente en enzimas y anticuerpos para lograr la cuantificaci\u00f3n espec\u00edfica de biomarcadores de estr\u00e9s, las enzimas y los anticuerpos pueden degradarse, lo que contribuye a un rendimiento deficiente. En un nuevo informe publicado ahora en Science Advances, Umesha Mogera y un equipo de cient\u00edficos en ingenier\u00eda biom\u00e9dica de la Universidad de Texas A&M, Texas, EE. UU., presentaron un sistema de microfluidos port\u00e1til basado en papel plasm\u00f3nico para analizar la p\u00e9rdida de sudor, la tasa de sudor y sus constituyentes. metabolitos, continua y simult\u00e1neamente. El equipo desarroll\u00f3 sensores plasm\u00f3nicos basados en espectroscop\u00eda Raman mejorada de superficie sin etiquetas para proporcionar una huella qu\u00edmica para la identificaci\u00f3n de analitos. Mostraron sensibilidad de detecci\u00f3n y cuantificaci\u00f3n de \u00e1cido \u00farico en el sudor a concentraciones fisiol\u00f3gicas y patol\u00f3gicas, y facilitaron la cuantificaci\u00f3n precisa de los par\u00e1metros de inter\u00e9s. Dise\u00f1aron el dispositivo plasm\u00f3nico port\u00e1til para que sea suave, flexible y estirable para cubrir la piel sin inducir irritaciones qu\u00edmicas o f\u00edsicas. <\/p>\n
Medici\u00f3n de \u00e1cido \u00farico para el tratamiento de enfermedades<\/p>\n
Los cient\u00edficos de materiales han desarrollado una gama de sensores fisiol\u00f3gicos para medir continuamente biomarcadores f\u00edsicos y qu\u00edmicos con aplicaciones en el diagn\u00f3stico de enfermedades, el control de la salud y la medicina personalizada. Los sensores de sudor port\u00e1tiles pueden medir varios qu\u00edmicos en el sudor, incluidos electrolitos, metabolitos, metales pesados, drogas y hormonas para comprender el impacto fisiopatol\u00f3gico en el cuerpo humano. La concentraci\u00f3n de cloruro en el sudor puede proporcionar par\u00e1metros de detecci\u00f3n de diagn\u00f3stico est\u00e1ndar para la fibrosis qu\u00edstica, mientras que la cuantificaci\u00f3n de la glucosa en el sudor tiene como objetivo el control de la diabetes. Del mismo modo, el \u00e1cido \u00farico tambi\u00e9n es un biomarcador de enfermedad cardiorrenal y diabetes tipo 2. Los sensores de sudor port\u00e1tiles generalmente requieren alta sensibilidad y estabilidad ambiental para cuantificar con precisi\u00f3n los biomarcadores. En este trabajo, Mogera et al introdujeron un sistema de microfluidos o papel-flu\u00eddico port\u00e1til basado en papel plasm\u00f3nico, para capturar directamente el sudor para cuantificar de manera continua y confiable la p\u00e9rdida de sudor, la tasa de sudoraci\u00f3n y los analitos en el sudor, en tiempo real. Los cient\u00edficos utilizaron la espectroscopia Raman mejorada en superficie (SERS) para cuantificar la concentraci\u00f3n de \u00e1cido \u00farico en concentraciones fisiol\u00f3gica y patol\u00f3gicamente relevantes basadas en el nanosensor plasm\u00f3nico integrado. El equipo mostr\u00f3 los modos de incorporar dispositivos de fluidos de papel plasm\u00f3nicos delgados, suaves y flexibles para cuantificar analitos de concentraciones variables. <\/p>\n
Dispositivo port\u00e1til de microfluidos de papel plasm\u00f3nico. (A) Ilustraci\u00f3n conceptual de un dispositivo de fluidos de papel plasm\u00f3nico port\u00e1til para la recolecci\u00f3n, el almacenamiento y el an\u00e1lisis in situ del sudor mediante SERS. (B) Vista superior y (C) esquemas de vista apilada del dispositivo de fluidos de papel que resaltan las capas funcionales clave. (D) Fotograf\u00eda de un dispositivo de fluidos de papel ensamblado con seis sensores plasm\u00f3nicos. (E) Imagen TEM de nanorods de oro (AuNR) con una distribuci\u00f3n de tama\u00f1o uniforme. (F) Espectros de extinci\u00f3n de la soluci\u00f3n AuNR y el papel AuNR. au, unidades arbitrarias. Im\u00e1genes SEM de papel cromatogr\u00e1fico pr\u00edstino (G) y papel AuNR (H e I). Cr\u00e9dito: Avances cient\u00edficos (2022). DOI: 10.1126\/sciadv.abn1736 Dise\u00f1o del dispositivo de fluidos de papel plasm\u00f3nico port\u00e1til<\/p>\n
Mogera et al desarrollaron el dispositivo de fluidos de papel laminado, ultradelgado y suave para la recolecci\u00f3n de sudor en la mu\u00f1eca, para transporte, almacenamiento y etiquetado en tiempo real. an\u00e1lisis bioqu\u00edmicos gratuitos utilizando un espectr\u00f3metro Raman port\u00e1til. El dispositivo mostr\u00f3 varias ventajas con varias capas funcionales, incluido un adhesivo de doble cara, una capa de microfluidos de papel bloqueado con l\u00e1ser, sensores plasm\u00f3nicos y una capa de encapsulaci\u00f3n. El equipo us\u00f3 un papel de cromatograf\u00eda de celulosa con un dise\u00f1o en forma de serpentina para que sirviera como un canal de microfluidos eficaz que transportaba el sudor excretado a trav\u00e9s del medio poroso sin fuerza externa ni presi\u00f3n de entrada. El dise\u00f1o serpentino facilit\u00f3 la flexibilidad y la capacidad de estiramiento para acomodar el movimiento de la piel sin tensi\u00f3n interfacial ni degradaci\u00f3n del dispositivo. Usando sensores plasm\u00f3nicos instalados en diferentes ubicaciones del canal de microfluidos de papel, los investigadores cuantificaron la concentraci\u00f3n de analitos en el sudor en diferentes puntos de tiempo usando espectroscopia Raman. En particular, el adhesivo de doble cara de carbono negro bloque\u00f3 el da\u00f1o del l\u00e1ser para evitar la irritaci\u00f3n de la piel durante las mediciones de espectroscopia Raman in situ. Mogera et al agregaron una gota de 10 L de agua y permitieron que el fluido pasara a trav\u00e9s del primer sensor plasm\u00f3nico en un minuto. Para los sensores plasm\u00f3nicos, utilizaron papel de cromatograf\u00eda adsorbido con nanorods de oro descritos como AUNR, que sintetizaron y facilitaron la retenci\u00f3n en el papel a trav\u00e9s de interacciones electrost\u00e1ticas y fuerzas de van der Waals. <\/p>\n
Optimizaci\u00f3n del sensor plasm\u00f3nico. (A) Espectros Raman de 100 M UA en 1 PBS recogidos en papel pr\u00edstino y papel AuNR. cps, cuentas por segundo. (B) espectros Raman de papel AuNR antes y despu\u00e9s de eliminar los tensioactivos de AuNR con NaBH4, y (C) espectros SERS correspondientes de UA recolectados de papel AuNR. (D) Espectros SERS de 100 M UA con una capa de encapsulaci\u00f3n PDMS de diferentes espesores. Espectros SERS de 100 M UA recolectados de (E) diferentes regiones de papel AuNR en el mismo lote y (F) diferentes lotes de papel AuNR. Cr\u00e9dito: Avances cient\u00edficos (2022). DOI: 10.1126\/sciadv.abn1736 <\/p>\n
Caracter\u00edsticas de flujo, optimizaci\u00f3n plasm\u00f3nica y sensibilidad en dispositivos de fluidos de papel<\/p>\n
A continuaci\u00f3n, el equipo de investigaci\u00f3n cuantific\u00f3 el volumen y la tasa de sudor a trav\u00e9s de las caracter\u00edsticas de flujo del papel serpentino microflu\u00eddico intercalado entre un encapsulado superior hecho de polidimetilsiloxano (PDMS) y capas adhesivas inferiores. El volumen de absorci\u00f3n de fluido fue linealmente proporcional al ancho del papel y la distancia de recorrido del l\u00edquido, para un grosor de papel dado. Los cient\u00edficos caracterizaron la cin\u00e9tica l\u00edquida del papel microflu\u00eddico para cuantificar la tasa de sudoraci\u00f3n en tiempo real y cuantificaron el volumen y la tasa, que depend\u00edan de la ubicaci\u00f3n del dispositivo montado en el cuerpo. Mogera et al dise\u00f1aron y caracterizaron el papel AUNR (nanorod de oro) intercalado entre un papel microflu\u00eddico y PDMS para la detecci\u00f3n de alta sensibilidad de \u00e1cido \u00farico a trav\u00e9s de SERS (espectroscopia Raman mejorada en superficie). La concentraci\u00f3n oscil\u00f3 entre concentraciones fisiol\u00f3gicas y patol\u00f3gicas en el sudor para personas sanas y para aquellas con gota e hiperuricemia. Destacaron un cambio en la intensidad despu\u00e9s de los cambios en la concentraci\u00f3n de \u00e1cido \u00farico para confirmar la capacidad de cuantificar las concentraciones de \u00e1cido \u00farico que var\u00edan con el tiempo en el dispositivo. <\/p>\n
Prueba de concepto y perspectiva<\/p>\n
El adhesivo suave y ultrafino estirable de doble cara y el dispositivo de fluidos de papel encapsulado en PDMS proporcionaron una plataforma flexible con funcionalidad inherentemente ensamblada, que soport\u00f3 deformaciones mec\u00e1nicas y variaciones de temperatura. Como prueba de concepto, los investigadores probaron el rendimiento de los dispositivos de fluidos de papel para la recolecci\u00f3n y el an\u00e1lisis del sudor en humanos sanos. Los sujetos usaron el dispositivo f\u00e1cilmente aplic\u00e1ndolo en cualquier lugar, debido a su construcci\u00f3n mec\u00e1nica suave. El equipo cuantific\u00f3 una concentraci\u00f3n de 28 m de sudor en individuos sanos. De esta manera, Umesha Mogera y sus colegas establecieron una plataforma de fluidos de papel plasm\u00f3nico port\u00e1til para recolectar sudor, transportar, almacenar y realizar an\u00e1lisis bioqu\u00edmicos en tiempo real y sin etiquetas. El SERS proporcion\u00f3 una huella digital qu\u00edmica de los metabolitos del sudor sin incorporar ning\u00fan elemento de biorreconocimiento. El equipo us\u00f3 la configuraci\u00f3n para medir la sensibilidad y cuantificar las concentraciones de \u00e1cido \u00farico tan bajas como 1 m. Visualizan futuros avances de sistemas de lectura \u00f3ptica miniaturizados y port\u00e1tiles para impulsar los dispositivos plasm\u00f3nicos en aplicaciones del mundo real para el diagn\u00f3stico de enfermedades y el control de la salud. <\/p>\n
Explore m\u00e1s<\/p>\n
Un dispositivo sobre la piel para medir la tasa de sudor, la p\u00e9rdida y la temperatura en tiempo real M\u00e1s informaci\u00f3n:<\/strong> Umesha Mogera et al, Microfluidos basados en papel plasm\u00f3nico port\u00e1til para el an\u00e1lisis continuo del sudor, Science Advances (2022). DOI: 10.1126\/sciadv.abn1736<\/p>\n Yiran Yang et al, Un sensor port\u00e1til grabado con l\u00e1ser para la detecci\u00f3n sensible de \u00e1cido \u00farico y tirosina en el sudor, Nature Biotechnology (2019). DOI: 10.1038\/s41587-019-0321-x Informaci\u00f3n de la revista:<\/strong> Nature Biotechnology , Science Advances <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Caracter\u00edsticas de flujo de dispositivos microflu\u00eddicos de papel. (A) Fotograf\u00edas de dispositivos fluidos de papel serpenteante con diferentes anchos de papel de (i) 1 mm, (ii) 2 mm, (iii) 3 mm y (iv) 2 mm con sensores plasm\u00f3nicos integrados, que muestran distancias de viaje variables de 10 l de agua. (B) Distancia de viaje en … Continuar leyendo \u00abMicr\u00f3fluidos basados en papel plasm\u00f3nicos port\u00e1tiles para an\u00e1lisis de sudor\u00bb<\/span><\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"","ping_status":"","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-9495","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-general"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9495","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=9495"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/9495\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=9495"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=9495"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.biblia.work\/articulos-salud\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=9495"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}