近年、エレクトロニクス技術者は、生体信号を検出および記録できる幅広いウェアラブルおよび埋め込み型デバイスを開発してきました。これらのデバイスは、心拍数、動脈拍動、睡眠パターン、1 日を通して消費されるカロリーなど、さまざまな生理学的プロセスを追跡するのに役立ち、スポーツとヘルスケア関連の両方の用途に役立ちます。

有機電気化学トランジスタ (OECT)、電子部品生体信号を増幅できる柔軟な有機材料をベースにしたこの製品は、より微細な健康関連信号を監視するウェアラブル技術の開発に有望であることが証明されています。たとえば、これらの柔軟なトランジスタは、グルコース、乳酸、コルチゾール、pH レベル、さらには神経伝達物質や代謝産物に関する情報を取得できるため、特定の病状の診断やモニタリングに非常に有益となる可能性があります。

OECT には利点があるにもかかわらず、収集したデータは外部デバイスにも送信する必要があり、これには無線通信回路の使用が必要になります。これらの回路は通常、無機質で硬い材料をベースとしているため、デバイスのサイズと厚さが増加する一方で、機械的な柔軟性が低下する可能性があります。

韓国科学技術研究院（KIST）の研究者らは最近、グルコース、乳酸、pHレベルなどのさまざまなバイオマーカーを監視できる新しい無線デバイスを開発した。この装置、提示されたある紙にネイチャーエレクトロニクス、有機および無機材料に基づくコンポーネントを効果的に統合し、全体の厚さ 4 μm で優れた性能と優れた機械的安定性をもたらします。

「我々は、汗中のブドウ糖やリン酸緩衝食塩水中のブドウ糖、乳酸塩、pHなどのバイオマーカーを無線光学的にモニタリングするための極薄の有機・無機デバイスを報告する」とKyung Yeun Kim氏、Joohyuk Kang氏らは論文に書いている。「適合性の高いシステムは、薄いパリレン基板上に有機電気化学トランジスタと近赤外無機マイクロ発光ダイオードを統合しています。」

Kim、Kang らによって開発されたデバイスは、無機マイクロ発光ダイオード (μLED) と統合された OECT 生化学センサーで構成されています。研究チームは、極薄パリレン基板上に金電極と 2 つのアイオノマーのポリマー混合物 (PEDOT:PSS) をパターニングすることにより、OECT センサーを製造しました。

次に、センサーは、以下に基づいて μLED に接続されました。無機材料。OECT は、センサー周囲のバイオマーカーの濃度に応じて OECT を流れる電流が変化するため、特定のバイオマーカーを検出できます。OECT チャネル電流の変化により、μLED から照射される光が変調され、ウェアラブル デバイスがバイオマーカーを監視できるようになります。

「トランジスタのチャネル電流は、バイオマーカー「濃度によって発光ダイオードからの放射照度が変化し、バイオマーカーのモニタリングが可能になる。」とキム氏、カン氏らは同僚らは書いている、「私たちはこのデバイスをエラストマーバッテリー回路と組み合わせてウェアラブルパッチを作成している。」また、このシステムが近赤外線画像解析に使用できることも示します。」

初期テストでは、バイオマーカーモニタリング用の厚さ 4 μm のデバイスは、高い相互コンダクタンス (gメートル_{) 15 µS と優れた機械的安定性。}研究チームは、このデバイスを近赤外線画像の分析にも使用でき、これらの画像からグルコース、乳酸、pH の濃度を予測できることを発見しました。

将来的には、新しいデバイスがテストされ、さらに改良され、新しい医療技術の開発に貢献する可能性があります。このデバイスは、ソフト電池または太陽電池これにより、完全にチップレスのセンシング システムが実現します。

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