近年來，電子工程師開發了多種穿戴式和植入式設備，可以偵測和記錄生物訊號。這些設備可以幫助追蹤各種生理過程，例如心率、動脈脈搏、睡眠模式或全天燃燒的卡路里，這對於運動和醫療保健相關的應用都很有價值。

有機電化學電晶體（OECT），電子元件基於可以放大生物訊號的柔性有機材料，已被證明有望用於開發監測更微妙的健康相關訊號的可穿戴技術。例如，這些柔性電晶體可以獲得有關葡萄糖、乳酸、皮質醇和 pH 水平以及神經傳導物質和代謝物的信息，這對於診斷或監測特定的醫療狀況非常有益。

儘管 OECT 有許多優點，但它們收集的資料也必須傳輸到外部設備，這需要使用無線通訊電路。這些電路通常基於無機和剛性材料，這會增加設備的尺寸和厚度，同時降低其機械靈活性。

韓國科學技術研究院 (KIST) 的研究人員最近開發了一種新型無線設備，可監測各種生物標記物，包括葡萄糖、乳酸和 pH 值。這個裝置，提出在一篇論文中自然電子學，有效整合了基於有機和無機材料的組件，從而產生良好的性能和優異的機械穩定性，整體厚度為4μm。

Kyung Yeun Kim、Joohyuk Kang 及其同事在論文中寫道：「我們報告了一種超薄有機-無機設備，用於生物標記物的無線光學監測，例如汗液中的葡萄糖和磷酸鹽緩衝鹽水中的葡萄糖、乳酸和pH 值。“該舒適系統將有機電化學電晶體和近紅外線無機微型發光二極體整合在薄聚對二甲苯基板上。”

Kim、Kang 及其同事開發的設備由與無機微型發光二極體 (μLED) 整合的 OECT 生化感測器組成。該團隊透過在超薄聚對二甲苯基板上對金電極和兩種離聚物 (PEDOT:PSS) 的聚合物混合物進行圖案化來製造 OECT 感測器。

然後將感測器連接到基於無機材料。OECT 可以檢測特定的生物標記物，因為流過它們的電流會根據感測器周圍這些生物標記物的濃度而變化。OECT 通道電流的變化反過來會調製 μLED 發出的光，使穿戴式裝置能夠監測生物標記物。

「電晶體的通道電流根據生物標誌物Kim、Kang 和他們的同事寫道：「濃度，它會改變發光二極管的輻照度，從而實現生物標記物監測。」「我們將該設備與彈性電池電路結合起來，創建了一個可穿戴貼片。我們還表明該系統可用於近紅外線圖像分析。

在最初的測試中，用於生物標記監測的 4μm 厚的裝置取得了非常有希望的結果，表現出高跨導（g米_{) 為 15–mS，具有優異的機械穩定性。}研究團隊發現，該設備還可用於分析近紅外線影像，並根據這些影像預測葡萄糖、乳酸和 pH 值的濃度。

未來，新設備可以進一步測試和改進，可能有助於新醫療技術的發展。該設備還可以進行改造，使其由軟電池或太陽能電池，這將導致完全無晶片的感測系統。

© 2024 Science X 網絡