P3.3 - Smarte Hydrogele als sensorische Elemente in der Atemgas- Analyse

Event
15. Dresdner Sensor-Symposium 2021
2021-12-06 - 2021-12-08
Online
Band
Poster
Chapter
P3. (Bio-)Medizinische Sensorik
Author(s)
S. Wang, G. Gerlach - Technische Universität Dresden, Dresden/D, J. Körner - Leibniz Universität Hannover, Hannover/D
Pages
145 - 148
DOI
10.5162/15dss2021/P3.3
ISBN
978-3-9819376-5-7
Price
free

Abstract

Flüchtige organische Verbindungen (engl. Volatile Organic Compounds - VOCs) in der menschlichen Atemluft sind in den Fokus der biomedizinischen Analytik gerückt, da diese eine kontinuierliche, präzise und nicht-invasive Beobachtung des Gesundheitszustandes ermöglichen. Bisher stehen dabei chemoresistive Ansätze, basierend auf Halbleitermetalloxiden, im Fokus. Deren Anwendung ist jedoch aufgrund der hohen Betriebstemperatur und Feuchtigkeitsempfindlichkeit eingeschränkt. Eine Alternative versprechen smarte Hydrogele als sensorische Elemente. Smarte Hydrogele sind Polymere, die auf eine Veränderung der Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Temperatur, pH-Wert, Ionenstärke und Lösungsmittel, mit einer reversiblen Volumenänderung reagieren können. Dieses Verhalten macht sie zu interessanten Kandidaten für Sensor- Elemente. Allerdings werden responsive Hydrogele bisher meistens in wässriger Umgebung angewendet. Um smarte Hydrogele für die Atemgas-Diagnostik nutzen zu können, müssen deshalb grundlegende Untersuchungen zum Quellverhalten in gasförmigen Umgebungsmedien durchgeführt sowie die Analyt-Sensitivität eruiert werden. Nachfolgend werden erste experimentelle Ergebnisse zur Reaktion eines Poly(N-Isopropylacrylamid)- basierten smarten Hydrogels auf Aceton vorgestellt. Aceton wurde als Ziel-Analyt gewählt, da es ein relevanter biomedizinischer Parameter ist, der z.B. für die Diabetes-Früherkennung herangezogen werden kann. An Diabetes erkrankte Personen haben im Vergleich zu Gesunden eine viel höhere Aceton-Konzentration in der Ausatemluft, die von einem Durchschnittswert von weniger als 0,9 ppm (engl. parts per million) auf mehr als 1,8 ppm ansteigen kann.

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