Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Integracija kemijskih senzora i bežičnih tehnologija
Petar Kassal
2
Kemijski senzori
Uređaj koji pretvara kemijsku informaciju (npr. koncentraciju pojedinačnog analita ili skupine analita u uzorku) u analitički koristan signal.
RECEPTOR
PRETVORNIK
Kemijski signal
Analitički signal
3
Kemijski senzori
Podjela kemijskih senzora prema pretvorničkom elementu:
- Električni- Maseni- Elektrokemijski- Optički - Magnetski- Termometrijski
4
Optički kemijski senzori
Imobilizacija receptorskih molekula u tanke filmove (spin-coating)
5
- Bežični kemijski senzori – nastaju integracijom kemijskih senzora i bežičnih tehologija:
- Bluetooth- ZigBee- RFID- NFC (Near field communication)
Bežični kemijski senzori
6
Bežični kemijski senzori
Bežične RFID platformeSuradnja s GoSense Wireless (Cambridge, UK )
7
Bežični kemijski senzori
Ključne prednosti RFID tehnologije:- Vrlo niska potrošnja energije dugotrajna mjerenja- Niska cijena- Kompatibilnost s NFC (Smartphone!)
8
Područja primjene
33%
8%16%
37%
6% Okoliš
Obrana
Prehrana/poljoprivreda
Zdravstvo
Sportska fiziologija
9
Razvoj “pametnog zavoja”Primjer bežičnog kemijskog senzora
10
- stanovništvo stari, dijabetes ↑- učestalost kroničnih rana na svjetskoj razini: 2%, (15% starijih od 70
g.)
- Troškovi liječenja u SAD: $25 milijardi godišnje, slično u drugim razvijenim zemljama
- često (nepotrebno) mijenjanje zavoja uzrokuje dodatne troškove
Potreba za “pametnim zavojima”- kontinuirano praćenje analita u ranama- bežični prijenos podataka (neinvazivno praćenje)
11
- Mali broj analita i parametara važnih za praćenje zacjeljivanja rana: T, pH, pO2, vlaga, bakterije (infekcija)
- Nedavno istraživanje pokazalo je da je u ozbiljnijim kroničnim ranamapovišena koncentracija mokraćne kiseline
- Također, naglo opadanje koncentracije mokraćne kiseline može ukazivati na infekciju rane
biosenzor za mokraćnu kiselinu
12
Screen-printing (sitotisak) elekroda
Izolator
Izolator
Ag/AgCl pasta
Grafitna pasta s Berlinskim modrilom
Zavoj
13
Modifikacija radne elektrode
Wor
king
Cou
nter
Ref
eren
ce
14
Bežični “pametni zavoj”
Linearan odziv u relevantnom području
Zanemarive interferencije drugih vrsta iz eksudata
y = -0,0024x - 0,0739R² = 0,9985
-2,5
-2,0
-1,5
-1,0
-0,5
0,0
0 200 400 600 800
I/ µ
A
c(UA) / µM
0
20
40
60
80
100
120
PBS 400 µMuric acid
+ 117 µMcreatinine
+ 1.8 mMglucose
+ 10.9 mMlactate
+ 500 µMascorbic
acid
I rel / %
15
Bežični “pametni zavoj”
Stabilan odziv tijekom 8 sati
Minimalan utjecaj mehaničke deformacije
020406080
100120
0 1 2 3 4 5 6 7 8
I rel/
%
t / h
020406080
100120
nobends
20bends
40bends
60bends
80bends
I rel/
%
16
Bežični “pametni zavoj”