基于试纸比色的低成本钠传感器

喀拉拉中央大学(Central University of Kerala，CUK)的博士研究人员团队开发了一种自我检测试剂盒，用于检测尿液和血清中的钠（Na⁺）浓度，这可能会彻底改变临床诊断。

据麦姆斯咨询报道，基于纳米技术的钠传感器是Neeli Chandran博士学业研究的一部分，其相关研究成果现已发表在Nature旗下的《Scientific Reports》上。

Chandran博士的指导老师——喀拉拉中央大学物理系的Swapna Nair教授表示：“就目前而言，如果我们想要进行电解质检测，只能选择去（临床）实验室，以确定我们体内是否存在钠失衡。这项检测将至少花费150卢比，但我们的试纸只需20卢比。如果能以商业化规模生产，它将会更加便宜。”

钠传感器是喀拉拉中央大学物理系及生物化学与分子生物学系的合作成果。糖尿病和肾病患者容易出现钠失衡，这会引发一系列严重问题，如恶心、头痛、疲劳、记忆力减退、肌肉无力、痉挛、癫痫发作和心脏问题。患者也可能表现出行为异常、昏厥甚至陷入昏迷。因此更早期和简易的钠失衡检测方法可以挽救生命。

四年严谨的工作

Chandran博士和博士学者Prajith J以及Manikanta B在Swapna Nair教授的实验室花了四年时间开发钠检测试剂盒，该实验室专门进行生物传感器、物联网传感器、磁场传感器、光学、紫外和红外传感器研究。

Nair教授表示：“基于试纸的钠传感器敏感材料是通过将姜黄素（一种源自姜黄的化学物质）涂覆在3~9nm厚的铜粒子上制成的。姜黄素涂层保护纳米铜粒子不被氧化。最终合成的产品是一种称为量子点的类似墨水的溶液，我们用它来印刷试纸。价值10000卢比的量子点可以用于500条试纸的印刷，即一条试纸20卢比。该试纸与尿液或血清中的钠发生反应，并根据钠浓度产生独特的颜色。我们开发了一个包含九种颜色的图表，供用户与他们的试纸进行比对。每种颜色都给出了他们尿液或血清中钠浓度的范围。”

姜黄素涂覆铜粒子的示意图及其X射线衍射图、FTIR光谱

基于试纸比色的钠传感器检测钠浓度的工作原理

Chandran博士的共同指导老师——Pilankkata教授补充道：“如果采用尿液检测，钠浓度水平应高于每升20毫当量（mEq/l）；而采用血清检测，钠浓度水平应在135至145mEq/l之间，如果低于135的话称为低钠血症。”

纳米技术社群在线平台AZoNano评议了Chandran等发表在《Scientific Reports》上的论文，并表示：“这款钠传感器的开发具有高度的临床相关性。虽然离子选择性电极和离子色谱等钠浓度检测方法可以给出准确的结果，但它们的高成本、技术的复杂性和高样品质量要求限制了其日常使用。基于试纸的钠传感器是具有成本效益、用户友好的替代品，可以快速产生检测结果。”

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41598-022-09852-z

审核编辑 ：李倩