Développement d'un dispositif de mesure électrochimique portable multicanal

MA Ying-ming ,  

BAO Yu ,  

LIU Zhen-bang ,  

NIU Li ,  

摘要

Cet article présente le développement d'un dispositif de mesure électrochimique portable miniature multicanal, capable de réaliser la détection en ligne en temps réel de plusieurs composants dans la sueur humaine. Ce dispositif présente les avantages de la multicanalité, du faible coût et de la portabilité, et peut simultanément effectuer des courbes temps-courant sur deux canaux ainsi que des courbes temps-potentiel en circuit ouvert sur trois canaux. L'article détaille la conception de l'appareil ainsi que les points à considérer lors de la conception de dispositifs électrochimiques miniatures. Le dispositif étudié peut obtenir quatre gains différents en ajustant la résistance du convertisseur courant-tension (Current-to-Voltage Converter, I-V), avec une plage de mesure du courant de 10 pA à 100 μA, une plage de potentiel appliqué de ±1,25 V, une précision du potentiel appliqué inférieure à 1 mV, une plage de mesure du potentiel en circuit ouvert de ±1,25 V, et une résolution en potentiel pouvant atteindre 0,1 mV, répondant à la plupart des besoins de détection en ligne des électrodes imprimées en sérigraphie. La précision de sortie du signal d'excitation du circuit et de l'échantillonnage du signal analogique a été testée et vérifiée. Les membres du groupe de recherche ont synthétisé GC/rGO-MoO3 et rGO utilisés comme couche de transduction pour la fabrication d'électrodes solides sélectives au potassium mesurant la fonction du potentiel en circuit ouvert, ainsi que des capteurs de glucose et de lactate pour vérifier les résultats des courbes temps-courant du dispositif. Par ailleurs, une validation pratique des variations des compositions de la sueur humaine (glucose, lactate, K+, Na+, valeur de pH) pendant l'exercice a été effectuée avec ce dispositif. Les résultats montrent que ce dispositif de mesure électrochimique portable multicanal miniature non seulement atteint un niveau de maturité technique pratique, mais démontre également son succès dans l'adaptabilité des capteurs et la détection de la sueur humaine, prouvant ainsi son grand potentiel dans le domaine de la surveillance physiologique en temps réel, fournissant un support technique solide pour le développement futur de dispositifs de santé portables plus avancés et la promotion de la gestion personnalisée de la santé.

关键词

multicanal;mesure électrochimique;sueur;électrode ionique sélective

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