什么传感器能够识别生物,如何改善糖尿病患者的血糖监测体验?
为了监测血糖,糖尿病患者需要不断地刺破手指。持续性的血糖监测系统,是另一种替代方案,但成本较高。
好消息是华盛顿州立大学的研究人员,刚刚打造了一种适用于可穿戴监测设备的 3D 打印葡萄糖生物传感器。
这项研究有望为数以百万计糖尿病患者,带来增强的血糖监测体验。
【WSU 机械与材料工程学院助理教授 Arda Gozen,制造工艺与机械实验室】
研究人员一直致力于开发可穿戴的柔性电子产品,其能够贴合患者的皮肤、并监测体液中的葡萄糖(比如汗液的成分)。
为了打造这样的传感器,制造商已经使用过光刻或丝网印刷等传统方案。
虽然取得了一定的成效,但也存在着几个缺点 —— 不仅要使用有害化学品和昂贵的洁净室处理,还造成了很大的浪费。
作为对比 WSU 研究团队开发了一种 3D 打印血糖监测仪,其稳定性和灵敏度,均优于传统制造方法。
据悉,研究人员使用了一种被称作‘直接墨水写入’(DIW)的方法,涉及从喷嘴中打出‘墨水’,以在微观尺度上创建复杂而精确的设计。
研究人员还打印出了一种导电的纳米级材料,将之用于柔性电极的制造。
WSU 团队的技术,允许精确应用材料,从而形成均匀的表面、更少的缺陷,从而提高传感器的灵敏度。
研究人员发现,其 3D 打印传感器,在获取葡萄糖信号方面,比传统工艺制造的电极更好。也正因为采用了 3D 打印,所以它们的系统,也支持个性化的定制。
3D 打印可以制造专门为个体患者量身定制的生物传感器。因其仅使用所需的材料量,所以制造过程中的浪费也更少,最终降低产品的成本。
在大规模运用时,3D 打印的生物传感器,需要与可穿戴平台上电子元件集成。但制造商也可以用相同的 3D 打印功能来制造其它组件。
该团队现正致力于将传感器集成到一个封装系统中,该系统可用于长期监测血糖的可穿戴设备上。
由该校机械与材料工程学院的 Arda Gozen 和 Yuehe Lin 带领的这项研究的详情,已经发表在近日出版的《分析化学学报》(Analytica Chimica Acta)上。原标题为:
《Micro additive manufacturing of glucose biosensors: A feasibility study》
《微增材制造的葡萄糖生物传感器的可行性研究》
生物医学传感器有哪些?
生物传感器的种类: (1)按照其感受器中所采用的生命物质分类, 可分为:微生物传感器、免疫传感器、组织传感器、细胞传感器、酶传感器、DNA传感器等。
(2)按照传感器器件检测的原理分类 ,可分为:热敏生物传感器、场效应管生物传感器、压电生物传感器、光学生物传感器、声波道生物传感器、酶电极生物传感器、介体生物传感器等。(3)按照生物敏感物质相互作用的类型分类, 可分为亲和型和代谢型两种超声波传感器需要有哪两个探头?
表面波探头(表面波)、兰姆波探头(兰姆波)
超声波传感器是将超声波信号转换成其它能量信号(通常是电信号)的传感器。超声波是振动频率高于20kHz的机械波。它具有频率高、波长短、绕射现象小,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。超声波对液体、固体的穿透本领很大,尤其是在阳光不透明的固体中。超声波碰到杂质或分界面会产生显著反射形成反射回波,碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波传感器广泛应用在工业、国防、生物医学等方面。
电偶传感器和电阻传感器区别?
电偶传感器和电阻传感器都是常见的传感器类型,它们在检测和测量物理量方面发挥着重要作用。然而,它们之间存在一些明显的区别。电偶传感器:电偶传感器是一种基于电场和电容的测量技术。它们在测量和探测物理量时都能够提供高级测量精度。电偶传感器通常由两个电极构成,这些电极之间存在一个间隔。当物体接近这个间隔(如有物体通过之类的),它会改变电容器的电容值,这个电容值的变化就能被电子仪器测量到。电偶传感器的应用范围非常广泛,如温度传感、测量流量、测量压力、气体分析等。电阻传感器:电阻传感器基于电阻变化原理的一种传感器,这种传感器是通过测量电阻值的变化来检测和测量物理量的。电阻传感器通常包括一个电阻元件和一组电子仪器,电阻元件和物理量之间有一种物理联系,其变化将导致电阻发生变化。如与物体接触的电阻传感器检测物体的距离变化时,物体与电阻传感器相互作用时会使电阻值发生改变,这个改变的大小即可由电子仪器测量出来。电阻传感器的应用范围也非常广泛,如测量温度、测量磁场强度、测量环境湿度等。综上所述,电偶传感器和电阻传感器虽然都属于传感器,但它们的工作原理和应用范围有所不同。需要根据具体的应用场景选择合适的传感器。
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