15251

مروري بر زيست حسگرهاي الكتروشيمايي پوشيدني

1400

دكتر روحاله زارع دورابي

دكترخيبردشتيان

در سال‌هاي اخير، پيشرفت‌هاي چشمگير در علم مواد، فناوري نانو و مهندسي الكترونيك موجب تحول قابل‌توجهي در طراحي و ساخت ابزارهاي پايش سلامت شده است. در اين ميان، حسگرهاي پوشيدني به عنوان يكي از شاخه‌هاي پيشرو در فناوري‌هاي نوين، توانسته‌اند امكان پايش غيرتهاجمي، پيوسته و بلادرنگ شاخص‌هاي فيزيولوژيكي انسان را فراهم سازند. اين حسگرها، كه مي‌توانند به صورت مستقيم بر روي بدن يا درون منسوجات هوشمند و وسايل جانبي تعبيه شوند، نقش مهمي در پايش سلامت فردي، پزشكي شخصي و بهبود عملكرد ورزشي ايفا مي‌كنند. بر اساس نوع پاسخ، حسگرهاي پوشيدني مي‌توانند به دسته‌هاي مختلفي از جمله نوري، پيزوالكتريك، حرارتي، شيمي‌پاسخ و الكتروشيميايي تقسيم شوند كه در اين ميان، حسگرهاي الكتروشيميايي به دليل حساسيت بالا، انتخاب‌پذيري مطلوب، هزينه‌ي پايين و قابليت مينياتوري‌سازي از جايگاه ويژه‌اي برخوردارند. حسگرهاي الكتروشيميايي پوشيدني با بهره‌گيري از اصول واكنش‌هاي الكتروشيميايي، قادر به شناسايي و اندازه‌گيري گونه‌هاي شيميايي و زيستي در مايعات بدن مانند عرق، بزاق و اشك هستند. طراحي اين حسگرها شامل اجزايي چون الكترودهاي انعطاف‌پذير، بسترهاي زيست‌سازگار و مواد فعال نظير آنزيم‌ها، نانوزيم‌ها، نانومواد رسانا و تركيبات زيستي است كه به‌طور مستقيم با آناليت هدف واكنش مي‌دهند و سيگنال الكتريكي متناظر را توليد مي‌كنند. روش‌هاي تجزيه‌اي متعددي همچون ولتامتر، آمپرمتر، پتانسيومتر و امپدانس‌سنجي در ساخت اين حسگرها به كار گرفته مي‌شوند تا داده‌هايي دقيق، سريع و قابل اعتماد حاصل گردد. كاربردهاي اين حسگرها گستره‌ي وسيعي از حوزه‌ها را شامل مي‌شود؛ از پايش غلظت گلوكز و لاكتات در بيماران ديابتي و ورزشكاران گرفته تا بررسي ميزان الكتروليت‌ها، هورمون‌هاي استرس و ساير نشانگرهاي زيستي مرتبط با وضعيت سلامت عمومي. علاوه بر اين، ادغام اين حسگرها با سامانه‌هاي بي‌سيم و پلتفرم‌هاي هوشمند داده‌كاوي، امكان انتقال و تحليل بلادرنگ اطلاعات فيزيولوژيكي را فراهم كرده است. با وجود پيشرفت‌هاي گسترده، چالش‌هايي همچون پايداري بلندمدت، تداخل سيگنال‌ها، محدوديت در منابع انرژي و الزامات زيست‌سازگاري همچنان مطرح هستند. با اين حال، توسعه‌ي مواد پيشرفته، استفاده از فناوري نانو، طراحي مدارهاي انعطاف‌پذير و بهره‌گيري از الگوريتم‌هاي يادگيري ماشين، آينده‌ي درخشاني را براي گسترش كاربرد حسگرهاي الكتروشيميايي پوشيدني در مراقبت‌هاي سلامت فردي و پزشكي هوشمند ترسيم مي‌كند.

9/17/2022 12:00:00 AM

88018

1404/07/20

A Review on Wearable Electrochemical Biosensors

حسگرهاي پوشيدني، حسگرهاي الكتروشيميايي، مواد فعال، نانوزيم‌ها، مايعات زيستي، پايش سلامت، آناليز الكتروشيميايي، فناوري نانو، منسوجات هوشمند، پزشكي شخصي

Wearable sensors, Electrochemical sensors, Active materials, Nanozymes, Biological fluids, Health monitoring, Electrochemical analysis, Nanotechnology, Smart textiles, Personalized medicine.