Das Sensor ist eine Widerstand entweder mit dem Enzym Glukoseoxidase oder Laktatoxidase (GOD oder LOD in Diagramm rechts).
Dies ist Teil eines passiven LCR-Schwingkreises, der, falls erforderlich, durch eine Haut mit einem zweiten ähnlichen LCR-Schwingkreis gekoppelt ist, diesmal aktiv oszillierend.
Physikalisch ist die Spule eine einzelne Schleife aus feinem Draht mit einem Durchmesser von <20 mm, und der Sensor ist im Vergleich dazu winzig. Zu den Vorschlägen gehört, einen solchen Sensor unter der Haut zu vergraben oder in eine Kontaktlinse einzubauen.
„Wir haben die Eigenschaften des drahtlosen Sensorsystems mithilfe einer Eigenwertlösung und einer Eingangsimpedanz modelliert und die Empfindlichkeitsverbesserung am oder nahe dem Ausnahmepunkt experimentell demonstriert, indem wir parallele LCR-Resonatoren verwendet haben“, sagte Professor Takeo Miyake von Waseda und beschrieb die Telemetrie als „robust und abstimmbar“.
„Der entwickelte amplitudenmodulationsbasierte Bioresonator“, fuhr er fort, „kann kleine biologische Signale detektieren, die bisher drahtlos schwer zu messen waren. Darüber hinaus bietet unser System zwei Arten von Auslesemodi: schwellenwertbasiertes Schalten und lineare Erkennung. Für unterschiedliche Reichweiten können unterschiedliche Auslesemodi verwendet werden.“
Die Glukose-Enzym-Version wurde an menschlicher Tränenflüssigkeit getestet und konnte Glukosekonzentrationen von 0.1 bis 0.6 mM nachweisen.
Die Laktatenzymversion konnte Laktatspiegel von 0.0 bis 4.0 mM messen, mit vernachlässigbarem Empfindlichkeitsverlust, wenn Haut zwischen die induktiv verbundenen Spulen gelegt wurde.
„Im Vergleich zu einem herkömmlichen Chip-losen Resonanzantennen-basierten System erreichte das [vorgeführte] System eine 2,000-fach höhere Empfindlichkeit bei der linearen und eine 78-prozentige relative Änderung bei der schwellenwertbasierten Erkennung“, so die Universität.
Die Waseda-Universität arbeitete mit dem Beijing Institute of zusammen Technologie und Japan Aerospace Exploration Agency.
Die Arbeit wird in Advanced Materials Technologies als „Wearable, implantable, parity-time symmetric bioresonators for extrem small organic signal monitoring“ (Bezahlung erforderlich für vollen Zugriff) veröffentlicht.
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