Les biocapteurs portables sans fil ont changé la donne dans la surveillance personnalisée de la santé et la numérisation des soins de santé, motor vehicle ils peuvent détecter, enregistrer et surveiller efficacement les signaux biologiques importants sur le approach médical. Les antennes résonnantes sans puce sont des composants très prometteurs des biocapteurs portables, vehicle elles sont abordables et maniables. Cependant, leurs purposes pratiques sont limitées par une faible sensibilité (incapacité à détecter de petits signaux biologiques) causée par un faible facteur de qualité (Q) du système.
Pour surmonter cet obstacle, des chercheurs dirigés par le professeur Takeo Miyake de l’Université de Waseda, le professeur Yin Sijie de l’Institut de technologie de Pékin et Taiki Takamatsu de l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale ont développé un biorésonateur sans fil utilisant la “symétrie en temps de parité (PT)” qui peut détecter des signaux biologiques infimes. Leurs travaux ont été publiés dans Sophisticated Elements Systems.
Dans cette étude, les chercheurs ont conçu un biorésonateur composé d’un lecteur et d’un capteur couplés magnétiquement avec un facteur Q élevé, et donc une sensibilité accrue aux changements biochimiques. Le lecteur et le capteur comprennent tous deux une inductance (L) et un condensateur (C) connectés en parallèle à une résistance (R). Dans le capteur, la résistance est un capteur chimique appelé “chimirésistance” qui convertit les signaux biochimiques en changements de résistance. La résistance chimique contient une électrode enzymatique avec une enzyme immobilisée. Des changements biochimiques infimes au niveau de l’électrode enzymatique (en réponse à des changements dans les niveaux de biomolécules telles que la glycémie ou le lactate) sont ainsi convertis en signaux électriques par le capteur, puis amplifiés au niveau du lecteur.
Expliquant le thought system derrière leur nouveau biocapteur, Miyake déclare : “Nous avons modélisé les caractéristiques du système de détection sans fil symétrique PT en utilisant une resolution de valeur propre et une impédance d’entrée, et avons démontré expérimentalement l’amélioration de la sensibilité au niveau/à proximité du issue exceptionnel en utilisant une inductance parallèle -résonateurs à capacité-résistance (LCR).Le biorésonateur symétrique PT basé sur la modulation d’amplitude développé peut détecter de petits signaux biologiques qui ont été difficiles à mesurer sans fil jusqu’à présent.De in addition, notre système symétrique PT fournit deux styles de modes de lecture : seuil- commutation basée sur la commutation et détection linéaire améliorée. Différents modes de lecture peuvent être utilisés pour différentes plages de détection.
Les chercheurs ont testé le système (contenant ici une enzyme spécifique du glucose) sur des liquides lacrymaux humains et ont découvert qu’il pouvait détecter des concentrations de glucose allant de, 1 à, 6 mM. Ils l’ont également testé avec une enzyme spécifique au lactate et de la peau humaine disponible dans le commerce et ont découvert qu’il pouvait mesurer les niveaux de lactate dans la plage de, à 4, mM à travers le tissu cutané humain, sans aucune perte de sensibilité. Ce résultat indique en outre que le biocapteur peut être utilisé comme dispositif implantable. Comparé à un système conventionnel basé sur une antenne résonnante sans puce, le système symétrique PT a atteint une sensibilité 2000 fois as well as élevée en linéaire et un changement relatif de 78% en détection basée sur le seuil, respectivement.
Partageant sa vision de l’avenir, Miyake conclut : « Le système de télémétrie actuel est robuste et réglable. Il peut améliorer la sensibilité des capteurs aux petits signaux biologiques. Nous envisageons que cette technologie puisse être utilisée pour développer des lentilles de get hold of intelligentes pour détecter le glucose lacrymal et /ou des dispositifs médicaux implantables pour détecter le lactate pour un suivi efficace du diabète et de l’empoisonnement du sang.”