基于金气凝胶的高稳定性可穿戴柔性MEMS葡萄糖传感器研究

项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61901389
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0123.敏感电子学与传感器
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The determination of glucose in human body is an important indicator of clinical examination, it is necessary to find and treat diseases early such as diabetes, hyperglycemia and hypoglycemia. Wearable glucose sensors can detect the glucose level of the human body in real time, providing important tools for the sensor measurement in the fields of health, medical and sports. The current wearable glucose sensors generally suffer from a poor long-term stability, a short service life, a poor flexibility and a low cost performance. This project intends to carry out the research on the flexible wearable glucose sensor for detecting the glucose of the human body, the main work content of this project includes the assembling and structure optimization of the Au aerogel, the design and fabrication of the sensing chip based on the MEMS technologies, the fabrication of the working electrode with the Au aerogels directly and the functional modification of the glucose oxidase, and the design of the circuit modules such as the small signal processing circuit and the wireless communication circuit. The research of this project will provide theoretical basis and experimental methods for the fields of the research of biosensor integrated chip system, the development of the wearable sensors, the early diagnosis of the clinical diseases and the management of the human health.
人体内葡萄糖的含量是临床检测中的重要指标,葡萄糖含量的检测对于糖尿病、高血糖、低血糖等疾病的早期发现及治疗是很有必要的。可穿戴葡萄糖传感器可以实时地检测人体葡萄糖含量,为健康、医疗、运动等领域的传感测量问题提供了重要工具。目前的可穿戴葡萄糖传感器普遍存在长期稳定性差、使用寿命短、柔韧性差、性价比低的缺点。本项目拟合成金气凝胶并优化其结构;设计与制备基于MEMS技术的柔性敏感芯片,利用金气凝胶直接作为工作电极,并进行葡萄糖氧化酶的功能化修饰;结合小信号处理电路、无线通信电路等模块的设计,研制出用于检测人体葡萄糖含量的柔性可穿戴葡萄糖传感器。本项目的研究将为生物微传感集成化芯片系统的研究、可穿戴传感器的发展、临床疾病的早期诊断以及人类健康的管理等领域提供理论基础及实验方法。

结项摘要

面向人们对自身健康状况及时掌握与长期监测的需求,针对现阶段可穿戴生物化学传感器由于自身缺陷而限制其商业化的问题,开展了基于金气凝胶与MEMS技术的柔性可穿戴葡萄糖传感器的研究。通过自组装的方法制备了金气凝胶并固定葡萄糖氧化酶,修饰到利用MEMS工艺制备的敏感电极基底上。金气凝胶的多孔结构及凝胶特性可以有效地进行葡萄糖氧化酶的固定并且显著提升葡萄糖氧化酶的活性保持时间,解决了现阶段葡萄糖传感器长期工作稳定性差、使用寿命短的问题。所研制的可穿戴葡萄糖传感器在0.2-5 mM的葡萄糖浓度范围内,具有良好的灵敏度、线性度、一致性、抗干扰性,并且在15天内,酶电极的稳定性良好,输出信号基本没有变化。本研究工作对于推动可穿戴传感器的实用化与商业化研究具有重要的借鉴作用。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Sensing nanomaterials of wearable glucose sensors
可穿戴血糖传感器的传感纳米材料
  • DOI:
    10.1016/j.cclet.2020.10.028
  • 发表时间:
    2021-01-01
  • 期刊:
    CHINESE CHEMICAL LETTERS
  • 影响因子:
    9.1
  • 作者:
    Li, Guanglei;Wen, Dan
  • 通讯作者:
    Wen, Dan
Nonenzymatic Sweat Wearable Uric Acid Sensor Based on N-Doped Reduced Graphene Oxide/Au Dual Aerogels
基于掺氮还原氧化石墨烯/金双气凝胶的非酶汗液可穿戴尿酸传感器
  • DOI:
    10.1021/acs.analchem.2c05613
  • 发表时间:
    2023-02-06
  • 期刊:
    ANALYTICAL CHEMISTRY
  • 影响因子:
    7.4
  • 作者:
    Chen, Yao;Li, Guanglei;Wen, Dan
  • 通讯作者:
    Wen, Dan
Wearable biochemical sensors for human health monitoring: sensing materials and manufacturing technologies
用于人体健康监测的可穿戴生化传感器:传感材料和制造技术
  • DOI:
    10.1039/c9tb02474c
  • 发表时间:
    2020-04-28
  • 期刊:
    JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY B
  • 影响因子:
    7
  • 作者:
    Li, Guanglei;Wen, Dan
  • 通讯作者:
    Wen, Dan
Dual Structural Design of Platinum-Nickel Hydrogels for Wearable Glucose Biosensing with Ultrahigh Stability
用于具有超高稳定性的可穿戴血糖生物传感的铂镍水凝胶的双重结构设计
  • DOI:
    10.1002/smll.202206868
  • 发表时间:
    2023-01-29
  • 期刊:
    SMALL
  • 影响因子:
    13.3
  • 作者:
    Li, Guanglei;Wang, Chenxin;Wen, Dan
  • 通讯作者:
    Wen, Dan
共 4 条
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  • 作者:
    林春华;门昌平;李光磊;高振利
  • 通讯作者:
    高振利
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