ไบโอเซนเซอร์แบบเหนี่ยวนำไร้สายสำหรับกลูโคสหรือแลคโตส

อัปเดต: 11 สิงหาคม 2023

พื้นที่ เซ็นเซอร์ คือ ตัวต้านทาน เต็มไปด้วยเอนไซม์กลูโคสออกซิเดสหรือแลคเตทออกซิเดส (GOD หรือ LOD in แผนภาพด้านขวา).

นี่เป็นส่วนหนึ่งของวงจรแท็งก์เรโซแนนซ์ LCR แบบพาสซีฟ ซึ่งเชื่อมต่อผ่านผิวหนังหากจำเป็น ไปยังแท็งก์ LCR ที่คล้ายกันตัวที่สอง คราวนี้สั่นอย่างแข็งขัน

ทางกายภาพ ขดลวดเป็นเส้นลวดวงเดียวที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่า 20 มม. และเซ็นเซอร์มีขนาดเล็กเมื่อเปรียบเทียบกัน ข้อเสนอรวมถึงการฝังเซ็นเซอร์ดังกล่าวไว้ใต้ผิวหนังหรือสร้างเซ็นเซอร์ไว้ในคอนแทคเลนส์

“เราสร้างแบบจำลองลักษณะของระบบการตรวจจับแบบไร้สายโดยใช้โซลูชันค่าลักษณะเฉพาะและอิมพีแดนซ์อินพุต และทดลองแสดงการปรับปรุงความไวที่หรือใกล้กับจุดพิเศษโดยใช้รีโซเนเตอร์ LCR แบบขนาน” ศาสตราจารย์ทาเคโอะ มิยาเกะแห่งวาเซดะกล่าว โดยอธิบายถึงเทเลเมทรีว่า “แข็งแกร่ง และพริ้ง”.

“เครื่องไบโอเรโซเนเตอร์ที่ใช้การมอดูเลตแอมพลิจูดที่พัฒนาขึ้น” เขากล่าวต่อ “สามารถตรวจจับสัญญาณชีวภาพขนาดเล็กที่ยากต่อการวัดแบบไร้สายจนถึงขณะนี้ นอกจากนี้ ระบบของเรายังมีโหมดการอ่านข้อมูลสองประเภท: การสลับตามเกณฑ์และการตรวจจับเชิงเส้น สามารถใช้โหมดการอ่านข้อมูลที่แตกต่างกันสำหรับช่วงการตรวจจับที่แตกต่างกัน”

รุ่นของเอนไซม์กลูโคสได้รับการทดสอบกับของเหลวจากน้ำตาของมนุษย์ และสามารถตรวจจับความเข้มข้นของกลูโคสได้ตั้งแต่ 0.1 ถึง 0.6 มิลลิโมลาร์

รุ่นของเอนไซม์แลคเตตสามารถวัดระดับแลคเตทได้ตั้งแต่ 0.0 ถึง 4.0 มิลลิโมลาร์ โดยสูญเสียความไวเล็กน้อยหากวางผิวหนังไว้ระหว่างขดลวดที่เชื่อมโยงแบบเหนี่ยวนำ

“เมื่อเปรียบเทียบกับระบบที่ใช้เสาอากาศเรโซแนนซ์แบบไร้ชิป ระบบ [สาธิต] มีความไวสูงขึ้น 2,000 เท่าในเชิงเส้น และการเปลี่ยนแปลงสัมพัทธ์ 78% ในการตรวจจับตามเกณฑ์” มหาวิทยาลัยกล่าว

มหาวิทยาลัยวาเซดะทำงานร่วมกับสถาบันปักกิ่งแห่ง เทคโนโลยี และสำนักงานสำรวจอวกาศญี่ปุ่น

งานนี้ได้รับการตีพิมพ์ใน Advanced Materials Technologies ในชื่อว่า 'เครื่องตรวจวัดทางชีวภาพแบบสมมาตรแบบสวมใส่ได้ ฝังได้ แบบสมมาตรแบบ parity-time สำหรับการตรวจสอบสัญญาณทางชีวภาพขนาดเล็กมาก' (ต้องชำระเงินสำหรับการเข้าถึงแบบเต็ม)

ดูเพิ่มเติม : โมดูล IGBT | จอแสดงผล LCD | ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์