Nonwoven Tekstil Yüzeylerine Mikro Kanal Sistemi Entegrasyonu İle Biyosensör Tasarımı, Üretimi Ve Karakterizasyonu

Abstract

Mevcut çalışmada simüle edilmiş vücut terindeki laktat seviyesinin, invaziv olmayan, hızlı ve yarı kantitatif bir yöntemle analizini sağlayan ve potansiyel olarak bir sporcunun fiziksel aktivite esnasındaki form durumunu izleyebilmesini sağlayabilecek, tekstil tabanlı, esnek ve giyilebilir bir mikroakışkan sistem tasarlanması amaçlanmıştır. Yeni, tek kullanımlık ve giyilebilir bir biyo-kimyasal analitik cihaz tasarlanmış ve kendinden emici bir nonwoven (dokunmamış) kumaş üzerinde SU-8 negatif fotodirenç polimeri kullanılarak mikro kanalların ve haznelerin fotolitografi tekniğiyle desenlendirilmesiyle üretilmiştir. Mikroakışkan cihazın üretiminden sonra biyolojik aktivite testleri yapılmıştır. Tekstil tabanlı biyosensör sistemi normal ve yüksek laktat seviyesini ayırt etmek için yarı-kantitatif görsel bir teşhis yapabilmiştir: Yüksek laktat seviyesi daha yoğun mor renk oluşumuna sebep olurken, normal seviyeler açık mor renk vermiş ve yeşil bir rengin oluşmaya başladığı tespit edilmiştir. Bu çalışmada tarif edilen, başarılı şekilde fabrikasyonu yapılan, yeni, giyilebilir ve tek kullanımlık tekstil tabanlı bir mikroakışkan cihazın, analitlerin hızlı biyo-kimyasal teşhisi için analitik cihaz tasarımında, özellikle malzeme seçimi açısından, örneğin emici nonwoven kumaş, yeni algılar yaratacağı tahmin edilmektedir.

In the current study, it is aimed to design a flexible, wearable, textile-based microfluidic device enabling a non-invasive, rapid, semi-quantitative analysis of lactate level in simulated sweat solution, which may be potentially used for the observation of an athlete’s physical condition during physical performance. A novel, disposable and wearable biochemical analytical device was designed and fabricated by patterning micro channels and reservoirs using SU-8 photoresist through photolithography technique on an inherently absorbent nonwoven fabric. After fabrication of microfluidic device, biological activity tests were conducted. The textile based biosensor system could make a semi-quantitative visual detection to differentiate between the normal and high lactate level: While high lactate level led to a denser purple color formation, normal levels led to a light purple formation and a green color started to be observed. The successful fabrication of a novel, disposable textile based microfluidic device as described in this study, is expected provide new insights especially into the choice of materials, i.e. an absorbent nonwoven fabric, for the design of analytical devices to perform rapid biochemical detection of various analytes.