一个基于金属有机框架的颜值测量传感器阵列,用于通过无镜头成像进行皮肤 CO2 监测
Syed Saad Ahmed1, Jingjing Yu1,2, Wei Ding1
1McComish Department of Electrical Engineering and Computer Science, Jerome J. Lohr College of Engineering, South Dakota State University, Brookings, SD 57007, USA.
Biosensors
|November 26, 2024
概括
一个新的,紧的传感器使用金属有机框架和CMOS成像仪进行非侵入性穿皮二氧化碳 (TcPCO2) 监测. 这种具有成本效益的设备提供高灵敏度和实时数据,适合临床和可穿戴应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 传感器技术 传感器技术
- 生物医学工程 生物医学工程
背景情况:
- 通过皮肤进行的二氧化碳 (TcPCO2) 监测是动脉血液气体分析 (PaCO2) 的一种非侵入性的替代方案.
- 现有的TCPCO2监测器通常是重的,昂贵的,并带有诸如皮肤烧伤等风险.
- 需要更紧,更实惠,更安全的TCPCO2监测解决方案.
研究的目的:
- 开发一个紧的,具有成本效益的基于CMOS成像的传感器,用于TCPCO2检测.
- 使用基于金属有机框架 (MOF) 的纳米混合材料进行色度检测.
- 为了证明开发的传感器在临床和可穿戴应用中的可行性.
主要方法:
- 在使用基于MOF的纳米混合材料的超薄PDMS膜上制造色度传感阵列.
- 将传感器阵列与CMOS成像器集成,通过图像处理进行实时数据采集.
- 传感器性能的表征,包括灵敏度,选择性,检测极限和干扰阻力.
主要成果:
- 基于MOF-CMOS图像传感器的传感器实现了26ppm的低检测极限和0-2%CO2的广泛检测范围.
- 传感器表现出高灵敏度,选择性和抗常见皮肤气体干扰的强度.
- 人体可行性测试证实了该传感器在临床应用方面的潜力,包括体育和运动监测.
结论:
- 开发的MOF-CMOS基于图像的色度传感器为TCPCO2监测提供了一个紧的,具有成本效益和高度灵敏的解决方案.
- 传感器的设计适合集成到可穿戴设备中,用于远程健康跟踪和实时呼吸功能评估.
- 这项技术对于在各种医疗保健和健康环境中推进非侵入性患者监测具有重大前景.
