筛选传感器 「选型推荐」电容光学筛选机传感器选型推荐应用案例

「选型推荐」电容光学筛选机传感器选型推荐应用案例

1、检测振动盘电容有无

产品方案： CRRI-S10N

2、电容出槽引脚朝上检测

产品方案： FF- 403+FFRC-310+FFLMC-03-02

3、电容流到转盘上,光电定位视觉外观性能

产品方案：SJRR-S1.5N

4、 转盘下面有控制定位

产品方案： F3C-12KN04-N

6、电容转盘经过视觉影像重复筛选,检测良品

产品方案： BGS- S10N

6、气缸磁性开关是否检测到位

产品方案： FD-11R

7、压力开关控制整台设备气压

产品方案： FKP70BP-010-F3

8、固态继电器20A,40A直流控制交流

产品方案： WLHJP-22 25A或WLHJP-22 40A

9、导轨电源

产品方案： FP300D- 24MDA

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加州大学《ACS Sens》综述：药物和监测筛选可穿戴传感器

【科研摘要】

能够对化学标记物进行无创监测的可穿戴式电化学传感器代表了一种迅速兴起的数字健康技术。可穿戴式连续葡萄糖监测（CGM）系统的最新进展引起了人们极大的兴趣，希望将这种传感器技术扩展到其他重要领域。美国加州大学圣地亚哥分校Joseph Wang教授团队 在8月《ACS Sensors》综述了题为‘‘Wearable Electrochemical Sensors for the Monitoring and Screening of Drugs ’’一文。此处首次回顾了可穿戴式电化学传感器，用于监测治疗药物和替代药物 。这种迅速出现的药物感应可穿戴设备类别满足了对个性化药物的不断增长的需求，以改善治疗效果，同时最大程度地减少了药物的替代和相关的医疗费用。接着，通过实现患者特定的剂量调节和跟踪药代动力学行为的动态变化，同时确保患者对药物的依从性，对体液中的治疗药物进行非侵入式监测，使临床医生和患者能够将药代动力学特性与最佳结果相关联 。可穿戴式药物监控设备的未来前景，其最终目标是精确实现实时药物监控方案和自主的闭环平台，以实现精确的剂量调节和最佳治疗效果。最后，讨论了当前尚未解决的挑战和存在的这种可穿戴式药物监控平台的最新发展速度和巨大的市场机会预计将推动未来的大量研究和商业化努力。讨论了当前尚未解决的挑战和存在这种可穿戴式药物监控平台的当前发展速度和巨大的市场机会预计将推动未来的大量研究和商业化努力。讨论了当前尚未解决的挑战和这种可穿戴药物监控平台的当前发展速度和巨大的市场机会预计将推动未来的大量研究和商业化努力。

【前沿背景】

用于治疗或娱乐目的的药物使用已深深植根于我们的社会。药物分为以下几类：（i）治疗药物，医护人员普遍处方这些药物来治疗疾病，例如左旋多巴（l-Dopa）和茶碱分别用于治疗帕金森氏症和肺部疾病，或异丙酚在手术过程中引起麻醉。（ii）商业产品中常见的娱乐性合法药物，例如酒精，尼古丁和咖啡因（例如咖啡中的咖啡因），进入人体时会产生精神活性，以及（iii）娱乐性非法药物，构成大多数强烈影响中枢神经系统并因此引起严重的短期和长期健康问题的精神药物。

治疗药物的使用正在不断增加，到2023年，全球医疗支出预计将达到1.52万亿美元 。这种迅速增长的趋势主要反映了世界人口的老龄化以及新疾病和流行病（例如当前的新型COVID-19）的传播。长期以来，建立治疗性药物监测（TDM）来管理患者的治疗，尤其是治疗范围较窄的药物。治疗范围定义为药物的最低有效浓度和该药物的最低毒性浓度之间的差。但是，不同的患者需要不同的药物剂量才能达到最佳的药理作用，这反映了患者在体内吸收和处置药物的方式以及人体对药物的反应方式方面的广泛差异。这种可变性可能导致给药剂量不正确，从而导致不良后果。例如，在手术过程中准确剂量的异丙酚对于确保麻醉患者的安全和有效用药至关重要，因为剂量不足会导致严重的问题，例如疼痛和术中意识。

【图文解析】

这里，首次回顾了用于监测治疗药物和滥用药物的可穿戴式电化学传感器领域 的最新进展。可穿戴设备近来已成为主要技术浪潮，它利用了微细加工，移动和遥测设备，材料科学，柔性电子 及其与传感方式的集成方面的巨大进步。穿戴式传感设备可以轻松佩戴，并以无创，无干扰的方式连续监控佩戴者的健康状况。可穿戴式化学传感器可以通过测量动态变化的生物流体中的生物标志物浓度 （例如组织液（ISF），汗液，唾液和眼泪）来提供实时的生理信息。受到CGM设备在治疗糖尿病患者方面的巨大商业成功的启发，最近可穿戴式电化学设备的迅猛发展说明了这些人体感应平台的巨大潜力。可穿戴式电化学传感设备的大多数初始应用主要集中在健身和保健领域。

在实时，无创或微创药物监测以及对滥用药物的现场筛选的巨大需求的驱使下，见证了可穿戴式药物监测系统开发方面的近期活动。可穿戴式电化学装置具有独特的优势，例如对重要的电活性药物具有选择性，固有的小型化，低功耗要求，低成本，高速度以及通过使用丝网印刷技术进行高度可扩展的制造 ，因此对药物测量特别有吸引力。

最近的主要努力已指向将大量具有不同电化学技术的可穿戴设备合并，以开发穿戴式药物监测平台。这些活动导致了一些创新的平台和诱人的药物体内监测策略。图1显示了药物感应可穿戴设备的代表性示例。此类可穿戴式传感器分为两类，包括用于外部药物筛选的基于手套的可穿戴式设备（图1A）和用于监视各种体液中动态变化的药物浓度的可穿戴式传感器（图1B–E）。这些包括基于皮肤的离子电渗疗法的表皮贴剂，用于无创地跟踪刺激汗液中的酒精水平（图1B），基于微针的平台，用于微创ISF监测青霉素（图1C），或各种允许无创的配件检测药物，例如基于环形的装置，用于同时多重检测唾液中的酒精和大麻的活性成分Δ9-四氢大麻酚（THC）（图1D），以及将基于眼镜的传感器与流体采样合并以进行检测眼泪酒精分析（图1E）。

图1. 用于药物分析的电化学可穿戴设备的代表性示例。

用于药物监测的可穿戴设备

滥用药物的外部筛选（基于手套的传感器）

虽然用于生物流体原位化学分析的可穿戴式传感器已经引起了广泛的关注，但很少使用保形装置来筛选外部样品（即粉末和液体）中的分析物。这些物质的可分散化学分析的可穿戴工具在无数应用（例如食品，环境，法医，安全）中至关重要，因为它们可促进现场的快速决策过程。从这种意义上说，使用基于手套的电化学传感器在指尖进行化学感应，为以分散方式筛选目标分析物开辟了新的可能性（图2 Ai）。与商业推定的色彩测试或笨重且昂贵的便携式光谱仪相比，这种智能手套传感器将满足迫切需要对现场进行实时，实时筛查的药物采取更快速，用户友好和经济高效的策略。

图2. 用于药物检测的基于手套的可穿戴传感器的概述和应用。

基于手套的设备直接利用了远程技术的影响，尽管据报道只有少数案例用于检测毒品。de Jong等人的开创性工作。报道了可卡因街头样本现场指纹识别的筛选策略。丝网印刷传感器建立在基于丁腈手指的平台上，以便直接分析可疑粉末（图2 B）。Barfidokht等最近描述了一种基于手套的传感器，用于检测芬太尼，这是一种非常有效的合成阿片类药物，它依赖于其在指尖印制电极上的直接电催化氧化作用（图2 C）。

用于体液中药物监测的可穿戴设备

选择适当的体液进行体内药物监测

TDM主要涉及测量其作用部位的药物浓度，其中浓度与药理作用之间存在最强的相关性。然而，由于血浆的可及性，假定血浆中的药物浓度反映了靶位点的浓度，血浆已被接受作为分析的金标准介质。因此，主要使用血浆或相关样品（全血或血清）确定了参考浓度范围。

已经证明了几种用于药物检测的可穿戴汗液传感器。酒精（乙醇）是用于汗液检测的最常见分析物之一，因为它是一种小的极性分子，相对于其血液中的含量可以发现具有接近统一的比率。乙醇会引起血液和汗液中浓度的快速上升，并且在最初食用3小时后仍可在体内检测到。 Kim等提出了一种灵活的纹身装置，结合了汗液刺激和酒精检测功能，以监测汗液酒精（图3Aa）。该平台依赖于基于AOx酶的电化学传感器与离子电渗疗法系统的集成，以在单个平台上提供毛果芸香碱。在一个步骤中，离子电渗疗法系统能够直接在电极表面刺激汗液。纹身能够检测出是否饮酒的对象有不同的反应，并且还能够测量出汗液中不同程度的酒精而没有时间延迟。

图3. 用于药物分析的基于表皮和微针的电化学可穿戴设备的示意图。

ISF

商业CGM设备的成功实施和迅速增长的接受度，激发了广泛的研究，以将ISF用作有吸引力的生物流体进行连续的人体监测。

以微创无痛方式访问信息丰富的ISF的可穿戴微针传感器的开发引起了近期的极大关注。这些努力导致了能够监测多种分析物的基于微针的电化学传感器的发展。这些微创设备依赖于将电极换能器以及相应的参考和反微针电极放置在实心或空心微针的尖端（图3 B）

唾液和眼泪

唾液和眼泪是重要的生物流体，可用于无创监测药物。到目前为止，与ISF和基于汗液的药物检测系统相比，对这些生物流体进行药物监测的研究较少。但是，在特定情况下使用唾液和眼泪可能会非常有利。下面，将讨论使用唾液和眼泪开发可穿戴式药物检测平台的潜力和挑战。

唾液是一种复杂的口腔液，主要来自三个唾液腺，具有不同的作用：腮腺，下颌下和舌下。用于唾液中滥用药物的现场检测的最新可穿戴设计涉及基于环形的传感平台，可同时对路边的四氢大麻酚和酒精进行快速路边检测（图4 Aa）。丝网印刷的碳电极用作环帽上的工作电极，可分别对THC和醇进行选择性直接伏安法和基于酶的安培定量，而两种分析物之间没有串扰。嵌入在环形盒中的无线电子板实现了现场药物筛选。此外，将弹簧加载的销钉安装在电子板上，并与电极触点对齐，以便在每次唾液分析后快速更换电极条。尽管这种可穿戴附件平台有望解决药物不良驾驶的主要问题，但仍需要进一步改进，以针对唾液样品中的检测为目标，并提高对纳摩尔范围的THC检测灵敏度。

图4. 用于药物分析的可穿戴唾液和泪液传感器。

【结论展望】

可穿戴技术的最新创新为医疗保健领域的范式转变铺平了道路，方法是从侵入性程序转变为用于监测临床相关分析物的非侵入性措施。穿戴式电化学传感器在人体化学标记检测中一直发挥着关键作用。尽管早期的发展集中于对代谢物和电解质的无创电化学监测，但最近的努力证明了这些装置在监测重要治疗药物和检测主要滥用药物方面的潜力。在药物检测领域中可穿戴式电化学传感器的这些机会一直是本综述文章的主题。将电化学传感器与各种可穿戴平台（例如腕带，纹身，微针或手套）进行这种集成，对药物的持续监测和现场筛选显示出可观的前景。但是，要弥合当前科学界和临床界之间的差距，仍然需要克服特定的障碍。在这里，将简要讨论这个快速发展的领域的未来前景和尚未解决的挑战。

反馈控制的可穿戴闭环设备的实现将极大地帮助临床决策过程和整体治疗结果。例如，在治疗帕金森氏病期间，患者依靠l-Dopa给药来恢复其运动和非运动功能。但是，由于l-Dopa的半衰期短，因此应每天至少服用3次。此外，l-Dopa的给药涉及非常狭窄的治疗范围，因为给药不足会导致患者保持僵硬，缓慢，并有震颤（非周期或运动障碍），而超剂量则会导致过度的非自愿运动（周期性或运动障碍）。此外，随着疾病的进展，治疗窗口变窄，需要以更频繁的间隔获得更高的l-Dopa剂量。图5显示了针对帕金森氏病的个性化治疗的全自动闭环系统的假想图。微针传感器能够提供动态变化的I-Dopa ISF浓度的连续伏安测量。数据将通过适当的算法软件实时传输到智能手机控制器，以传输或中断药物输注，从而在患者体内维持所需的治疗范围。

图5. 未来反馈闭环自主微针系统的愿景，用于ISF中针对个性化治疗和最佳治疗结果的治疗药物监测。

挑战性

需要穿戴式药物监控传感器系统以提供极其可靠的结果，并因此满足为确保最佳治疗效果和现场药物筛选所期望的高分析性能。高稳定性是获得长时间（从几小时（例如，在手术期间）到几天甚至几周）的可靠信号的至关重要的必要条件。考虑到许多电化学药物检测方案都依赖于非酶转导方法，因此实现高选择性是需要解决的重要问题。由于潜在的重叠信号，各种体液中常见电活性成分的存在可能会大大损害常规伏安法药物测量的选择性。此外，应对传感器进行金标准LC-MS方法的广泛验证，以建立不同目标药物和生物流体所需的精度和准确度。可穿戴式药物传感器的精度需要根据所需应用进行调整。

参考文献：

doi.org/10.1021/acssensors.0c01318

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