基于血液电导率指标，新型芯片可快速监测健康情况

据近日发表于《先进材料》杂志上的论文，美国匹兹堡大学研究人员研发了一种新型设备，可利用血液发电并测量血液电导率。通过这种方式，研究人员可以快速监测健康情况，并且这种方法比传统的血液测试更为便捷和高效。

据悉，血液电导率是评估健康状况的重要指标，主要由基本电解质浓度决定，尤其是钠离子和氯离子。这些电解质在许多生理过程中起着关键作用，因此它们的浓度变化可以反映身体的多种健康状况，有助于医生准确诊断疾病。

研究人员解释，血液基本上是一种水基环境，其中有各种传导或阻碍电流的分子。例如，葡萄糖溶液具有一定的导电性，通过测量它对电导率的影响，可以判断糖尿病的状况。

尽管人体血液电导率非常重要，但由于测量方面存在困难，人们对血液电导率的了解不多。测量频率低于100赫兹的电导率对于深入了解血液电特性和基本生物过程尤为重要，但难度较大。

为此，该研究团队提出了一种毫流体纳米发电机片上实验室设备，能够测量低频血液电导率。该设备中有一种集成摩擦电纳米发电机（TENG），在血液检测中的应用原理是利用血液作为导电物质，通过摩擦电效应将机械能转化为电能。

在血液检测中，TENG设备能够测量血液的电导率，这是评估各种健康参数和检测医疗状况的重要指标。血液中的电解质（如钠离子和氯离子）起到了关键作用，它们作为导电物质参与了电能的转换过程。

这一过程涉及到接触材料之间的电子交换。在TENG系统中，电子转移和电荷分离会产生电压差，电压差会驱动电流。研究团队分析了设备在预定义负载条件下产生的电压，以确定血液的电导率。他们还使用AI模型，通过设备产生的电压模式直接估计血液电导率。

与传统测试相比，该研究团队利用该设备的测试结果具有较高准确性。此外，这种设备能够在体内任何存在血液的地方进行操作，利用局部血液进行自供电诊断。

这一创新研究的意义在于利用血液发电并测量电导率的新型芯片不仅可以快速监测健康情况，还能推动医疗测试的普及和发展，特别是在更多基础医疗设施欠缺的地方得以应用，让更多人能享受到医疗技术进步带来的福祉。