可穿戴的纤维SPR呼吸传感器基于一个LiBr-doped丝纤维蛋白膜
Huigai Guo1,2,3, Yangang Ning1,2,3, Yu Zhang1,2
1Key Laboratory of In-Fiber Integrated Optics, Ministry of Education, Harbin Engineering University, Harbin 150001, P. R. China.
ACS sensors
|October 20, 2023
概括
我们开发了一个可穿戴的光纤传感器,使用丝纤维蛋白和LiBr进行呼吸监测. 这种生物相容传感器通过检测湿度变化来准确跟踪呼吸模式.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光学传感器 光学传感器
背景情况:
- 呼吸监测对人类健康至关重要.
- 生物相容的纤维呼吸传感器是不发达的.
- 现有的方法可能缺乏灵敏度或实时功能.
研究的目的:
- 提出和验证一种用于呼吸监测的新型可穿戴纤维表面等离子体共振 (SPR) 传感器.
- 为了利用生物相容的LiBr-doped丝纤维蛋白 (SF) 薄膜用于湿度传感.
- 为了演示实时,高灵敏度的呼吸跟踪.
主要方法:
- 通过将光纤涂成金和SF-LiBr复合膜来制造SPR传感器.
- 利用SF-LiBr膜的依赖湿度的折射率 (RI) 变化来改变SPR光谱度.
- 用不同的LiBr兴奋剂比率测试传感器性能,并将其封装在鼻腔管中.
主要成果:
- SF-22.1重量% LiBr 传感器表现出最佳的性能.
- 实现了广泛的传感范围 (35-99% RH),灵敏度 (-6.5 nm/% RH),以及快速的响应/恢复时间 (135 ms/150 ms).
- 传感器显示出良好的可逆性,可重复性和追踪呼吸状态的能力.
结论:
- 开发的可穿戴纤维SPR传感器有效用于高灵敏度,实时和精确的呼吸监测.
- 生物相容的SF-LiBr复合膜为基于湿度的传感应用提供了一个有前途的材料.
- 封装在鼻管中验证了其在可穿戴健康监测中的实际用途.
