在FR-4基板上的线性和高灵敏度微波生物传感器用于水性葡萄糖监测,使用同心方形分环共振器

科学领域:

• 生物医学工程 生物医学工程
• 微波工程 微波工程
• 传感器技术 传感器技术

背景情况:

• 非侵入性血糖监测对于糖尿病管理至关重要,但在准确性和成本方面存在局限性.
• 现有的方法往往需要侵入性手术或缺乏精度.
• 微波生物传感器是有希望的无标签替代品,因为它们对介电变化的敏感性.

研究的目的:

• 开发和验证一个紧的,双带微波生物传感器,用于准确的,无标签的葡萄糖检测.
• 在低成本基板上使用分环共振器 (SRR型) 设计来研究传感器的性能.
• 评估传感器是否适用于糖尿病管理中的实际应用.

主要方法:

• 在FR-4基板上制造一个同心方形SRR型生物传感器.
• 利用电场封闭来检测葡萄糖诱导的电容变化.
• 测量共振频率和反射系数的变化,以量化葡萄糖.
• 在UWB相邻频段 (2.76-3.25 GHz) 操作传感器.

主要成果:

• 对于高达250 mg/dL的葡萄糖度,表现出线性和单调的反应.
• 获得了高频域灵敏度 (1.964 MHz/(mg/dL)) 和振幅域灵敏度 (0.0332 dB/(mg/dL)).
• 获得了优异的确定系数 (R2 > 0.9927) 和 0.137 λg2.2. 的正常化大小.

结论:

• 拟议的紧型SRR型生物传感器为无标签的葡萄糖监测提供了一种灵敏而准确的方法.
• 与PCB兼容的设计为下一代糖尿病管理工具提供了实用,可重复的解决方案.
• 这项技术有可能推进非侵入性血糖监测系统.