西北工业/阿卜杜拉国王科技大学:实时发烧警报监

【前言介绍】

发烧是一种防御性身体反应，尤其是对许多与病毒或细菌感染有关的疾病。在大流行期间，在公共场所进行体温筛查是挑选发烧者和感染传染性病毒进行隔离和治疗的最有效方法。在COVID-19流行期间，大范围安装或使用了高架或手持式红外测温仪，但是，这些测量是瞬态、一次性的。与病毒引起的感染有关的发烧症状迅速发展。尽管这可以通过佩戴电子表来实现连续和实时的温度检测，但是其在大规模筛选中的应用成本高。作为替代方案，热敏材料可以用作发烧筛查的廉价定性温度计，但其精度受其宽温度范围的限制。

基于此，西北工业大学张和鹏教授和阿卜杜拉国王科技大学王鹏教授团队在《ACS Appl. Polym. Mater.》上发表“Real-Time Personal Fever Alert Monitoring by Wearable Detector Based on Thermoresponsive Hydrogel”。作者提出了一种简单的方法来制备具有窄转变温度窗口的高度热敏性水凝胶，用于实时发烧监测。水凝胶由热响应性聚(N-异丙基丙烯酰胺)-共-丙烯酰胺(P(NIPAM-共-AM))组成微凝胶嵌入琼脂糖水凝胶(agarose@P(NIPAM- co-AM))，并且当其温度高于其LCST时，它能够从透明的白色变成不透明的白色:当温度从37.2°C升高到37.4°C时，其透射率从70.5降低到17.5%。水凝胶透射率变化在肉眼上清晰可见，这使其成为方便的发烧检测器。实际上，通过简单地调节合成过程中NIPAM共聚单体与丙烯酰胺(AM)共聚单体的比例，可以精确调整水凝胶的颜色转变温度，从而可以调整水凝胶的温度警报阈值以监控其他高热和高热等疾病。

作为概念的证明，作者将具有精确转变为人体发烧阈值的颜色转变温度的琼脂糖P(NIPAM- co -AM)水凝胶组装到腕带中。当手腕温度高于水凝胶的颜色转变温度时，腕带实时显示清晰的颜色变化，提醒体温升高并要求立即就医(图1)。设计的腕带既便宜又有效，并且可以广泛地用于大规模发烧筛查，尤其是在那些经常居住的人群高度聚集的地方，例如办公楼，学校，大学校园甚至医院。在正在进行的大流行期间，它具有巨大的潜力，可以为抑制COVID-19的传播做出坚实的贡献。

【主图解析】

图1.实时个人发烧警报的腕带的概念图。腕带发烧时，腕带会从绿色变为不透明的白色。

图2.琼脂糖@P(NIPAM- co -AM)制备过程的示意图。

图3.琼脂糖@P (NIPAM- co -AM)水凝胶的光学性能。(a)室温下琼脂糖水凝胶和琼脂糖@P(NIPAM- co -AM)水凝胶的可见光透射光谱。(b)在不同浓度下在550 nm波长处的琼脂糖P (NIPAM- co -AM)水凝胶的透射率，以及(c)NIPAM共聚单体与AM共聚单体的摩尔比。(d)室温(左)和40°C(右)的琼脂糖P (NIPAM- co -AM)水凝胶的照片。

图4.用于个人发烧监测的腕带的设计和组装。(a)设计的发烧探测器的示意图;(b)在不同的环境温度下模拟的腕带温度分布(c)和检测器中水凝胶的垂直温度分布;(d)在不同温度下探测器的颜色变化;(e)在(1)正常腕部温度35.6°C和(2)腕部温度升高36.7°C时腕带中检测器的颜色变化。

图5.琼脂糖@P (NIPAM- co -AM)水凝胶的性能稳定性评估。(a)长期稳定性和(b)循环性能。

参考文献:doi.org/10.1021/

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