如果攝入適量，鋰可以緩解雙相情感障礙和抑鬱症的癥狀。太少的量不會起作用，而太多的量則會引起危險的副作用。患者必須接受侵入性血液測試，以精確監測體內這種藥物的數量。但在最近，研究人員報告說發明了一種微型傳感器，可以在短短30秒內從指尖表面的汗液中檢測到鋰的含量。它非常方便，不需要去診所。
科學家們上周在美國化學學會（ACS）的秋季會議上展示了他們的成果。2022年ACS秋季會議有近11000個演講，涉及廣泛的科學主題。
不僅鋰必須以特定的劑量服用，而且患者往往難以按規定服用。這意味着，當藥物似乎不起作用時，醫療保健提供者需要知道病人實際攝入了多少藥物。然而，目前的監測方案有很大的缺點。例如，抽血會產生準確的結果，但它們是侵入性的，而且很耗時。同時，藥片計數器並不能直接測量藥物的攝入量。為了解決這些限制，研究小組轉向了另一種體液。
林書玉（音譯）博士說：“雖然它可能不可見，但人體不斷地產生汗液，通常只有非常少量。” 林書玉是一名研究生研究員，他與研究生朱佳倫在會上共同介紹了這項工作。“從藥物中提取的小分子，包括鋰，出現在該汗液中。我們認識到這是開發一種新型傳感器的機會，可以檢測這些分子。”
該項目的主要研究者、加州大學洛杉磯分校的Sam Emaminejad博士說：“通過一次觸摸，我們的新設備可以獲得臨床上有用的分子級信息，了解體內的循環情況。我們已經與很多基於觸摸的電子產品互動，如智能手機和鍵盤，所以這種傳感器可以無縫地融入到日常生活中。”
然而，設計一個檢測鋰的傳感器帶來了一些技術挑戰。汗液通常只以微量存在，但檢測鋰的帶電粒子所需的電化學感應需要一個水，或水的環境。為了提供這種環境，科學家們設計了一種含有甘油的水基凝膠。這種額外的成分可以防止凝膠變干，並為傳感器的電子部分創造一個可控環境。
該團隊使用了一個離子選擇性電極來捕獲穿過凝膠后的鋰離子。與參考電極相比，離子的積累產生了電勢的差異。科學家們利用這一差異來推斷出汗液中的鋰濃度。這些部件共同組成了一個微小的矩形傳感器，它比圖釘的上端還要小，並能在大約30秒內檢測到鋰。儘管該傳感器仍處於初步測試階段，但最終，研究小組設想將其納入一個更大的、尚未設計的系統中，為提供者或病人提供視覺反饋。
在使用人工指尖對傳感器進行定性后，研究人員招募了真實的人類對其進行測試，包括一個正在接受鋰治療的人。研究小組記錄了這個人在服藥前後的鋰含量。他們發現，這些測量值接近於從唾液中得出的測量值，先前的研究表明，唾液可以準確地測量鋰的水平。在未來，科學家們計劃研究乳液和其他皮膚產品對傳感器讀數的影響。
這項技術也有鋰以外的應用。Emaminejad正在開發類似的基於觸摸的傳感器，以監測酒精和對乙酰氨基酚（一種止痛藥，品牌名稱為Tylenol®），同時也探索檢測其他物質的可能性。完整的傳感系統可以包括額外的功能，如通過指紋加密，或者對於經常被濫用的物質，有一個機器人配藥系統，只有當病人血液中的藥物含量較低時才會釋放藥物。
該研究小組感謝美國國家科學基金會、大腦和行為基金會、Precise先進技術和服務不足人群的健康系統以及加州大學洛杉磯分校亨利-塞繆里工程和應用科學學院的支持和資助。