Исследовательская группа HKU Engineering разрабатывает носимую биосенсорную платформу размером с монету для цифрового здравоохранения
Группа исследователей инженерного факультета Гонконгского университета (HKU) разработала систему размером с монету, способную считывать слабые электрохимические сигналы, которую можно использовать для персонализированного мониторинга состояния здоровья и измерения таких состояний, как диабет, сердечно-сосудистые заболевания. и психическое здоровье. Открытие было показано на обложке журнала аналитической химии.
Система PERfECT — аббревиатура от Personalized Electronic Reader for Electrochemical Transistors — это самая маленькая в мире система такого рода, имеющая размеры 1,5 см x 1,5 см x 0,2 см и вес всего 0,4 грамма. Его легко носить с собой, например, интегрировать со смарт-часами или использовать в качестве пластыря, чтобы обеспечить непрерывный мониторинг биосигналов, таких как уровень глюкозы и концентрация антител в крови и даже поте.
«Наша носимая система крошечная, мягкая и незаметная для пользователей, и она может осуществлять непрерывный мониторинг состояния нашего тела. Эти функции означают, что он может произвести революцию в технологиях здравоохранения», — сказал доктор Шиминг Чжан из Департамента электротехники и электронной инженерии, который возглавляет исследовательскую группу HKU WISE (носимая, интеллектуальная и мягкая электроника) для разработки системы.
Эта технология знаменует собой большой шаг вперед для органических электрохимических транзисторов, которые широко считаются сенсорной технологией следующего поколения из-за их устойчивости к воде и высокой чувствительности при низком рабочем напряжении (милливольты), но которым до сих пор не хватало миниатюрных размеров. беспроводная система для работы внутри.
Носимая система PERfECT заполняет эту нишу. Он может точно охарактеризовать общую производительность электрохимического транзистора с частотой дискретизации данных до 200 тысяч выборок в секунду — производительность на уровне громоздкого коммерческого оборудования. Но цена составляет всего одну десятую от коммерческой. Он также может служить миниатюрной электрохимической станцией для носимых устройств и измерять выходные параметры других типов низковольтных транзисторов, таких как полевые транзисторы с электролитическим управлением и тонкопленочные транзисторы с высоким коэффициентом k и диэлектрическим управлением.
Система может быть применена сразу в нескольких носимых системах, основанных на низковольтных транзисторах. Группа доктора Чжана создала новую компанию SESIC, чтобы сделать эту технологию доступной.
«Мы смогли разработать систему PERfECT благодаря уникальной междисциплинарной культуре исследовательской группы HKU WISE, в которую входят исследователи в области электротехники, прикладной химии, биомедицинской инженерии, микроэлектроники и разработки программного обеспечения. Я также поставил перед собой задачу набрать в нашу команду молодых, перспективных студентов и аспирантов», — сказал д-р Чжан, который работает над носимыми технологиями для цифрового здравоохранения с 2013 года, когда он был аспирантом.
Студенты WISE завоевали множество наград за свои творческие инновации в области носимых медицинских технологий, в том числе Университетский конкурс презентаций Гонконгской академии инженерных наук (HKAES) 2021–2022 гг. по глобальным грандиозным задачам, который позволил им стать одной из пяти команд из Китая, принявших участие в конкурсе. Международный студенческий конкурс 5-го Global Grand Challenges Summit; Премия Общества исследования материалов (MRS) за лучшую презентацию (осень 2021 г.); Премия IEEE за конкурс проектов Общества инженеров в области медицины и биологии (2021 г.); и InnoShow Awards (двукратная победа, 2021 и 2022 гг.).
«Видение WISE состоит в том, чтобы способствовать переходу от здравоохранения, ориентированного на больницу, к здравоохранению, ориентированному на человека, путем разработки технологий носимой, интеллектуальной и мягкой электроники следующего поколения — отсюда и название WISE», — сказал профессор Чжан.
Исследовательская работа опубликована в журнале Analytical Chemistry под названием «Подталкивание OECT к носимым устройствам: разработка миниатюрного аналитического блока управления для характеристики беспроводных устройств».
Поделиться
Источник