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新型传感器有助于治疗糖尿病及其它疾病 - China Medical Device Manufacturer
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Wed, January 17th, 2018

2010年2月CMDM电子快讯 » 技术新知
新型传感器有助于治疗糖尿病及其它疾病


化学工程研究生Byung Hwan Chu展示一种新型传感器,糖尿病患者可以利用它检测呼吸中的葡萄糖含量,取代如今常用的手指穿刺方法。图片由佛罗里达大学提供。
新款小型微型传感器可提供一种低成本诊断和治疗方法,为饱受各种疾病的困扰者带来福音。佛罗里达大学的工程师们已设计并测试出的传感器,应用范围从对糖尿病患者的呼吸来监测其葡萄糖水平到以唾液来检测乳腺癌的症状。特别当考虑到传感器可通过普遍应用于手机及其它设备的芯片来进行大规模、低成本地生产,他们认为早期研究结果有很好的发展前景。

化学工程教授兼项目合作工程师之一的Fan Ren解释说:“它可以采用现有的制造技术”。

该小组已发表了15篇有关不同款传感器的同行评议文章,最近一篇发表于本月IEEE传感器杂志。文中研究人员报道,将传感器与无线系统集成可检测出呼气中的葡萄糖,然后将结果传递给医护人员。通过发展无创设备之一的传感器,可取代糖尿病患者广泛使用的手指穿刺装置。

Ren称,传感器试验颠覆了人们长期以来的假设,即呼吸中葡萄糖水平太低则无法准确测量。由于传感器使用一个半导体,从而使微弱的信号放大至可辨别的水平。
“您只需对着它呼气,便可在呼气冷凝物中检测葡萄糖,无需再戳破手指采血,”Ren说。

在IEEE文章及其它发表的著作中,研究人员报道称采用传感器来检测呼吸中的pH或碱性含量,这种技术可以帮助哮喘患者辨别哮喘发作并进行治疗——同时校正葡萄糖传感器的敏感性。工程师们还利用其它传感器检测唾液中的乳腺癌恢复指标及水和其它物质中的病原体。

Ren指出,像手指穿刺标准一样,pH测试、乳腺或癌症指标一般已经存在,但通常比较繁复、昂贵或浪费时间。例如,目前测量患者呼吸中pH的技术需要患者持续向导管中吹气20分钟,以便收集足够的冷凝物。

Ren称,UF传感器量程仅100微米或1亿分之一米,如此之小以至于只用不到五秒便可从一次呼吸的湿气中检测出pH或葡萄糖浓度值。

Ren称,传感器将不同的反应物与半导体氮化镓配合工作,这种半导体通常用于手机、电网传输设备及其它应用的放大器。

若针对癌症,则该物质是一种抗体,其对被确认为癌症指标的某些蛋白过敏。若以葡萄糖为对象,则反应分子包含与葡萄糖酶结合的氧化锌纳米棒。一旦发生反应,“通过半导体设备上的电荷改变,我们即可检测出变化,”Ren说道。
Ren说,传感器虽不如纳米技术那样敏感,但制造技术已普及。每个芯片的成本仅20美分,但当应用在信息无线传递至计算机或手机时,价格会大幅上升。成本虽可通过大规模生产减半,但整个无线芯片封装需花费大约40美元,

关于本研究的更多详情,请登陆佛罗里达大学新闻网站
网址:(http://news.ufl.edu/2010/01/21/glucose)。

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