تراشه ریزسیالاتی کاغذی برای اندازه‌گیری گلوکز با استفاده از تشخیص نوری با روش مادون قرمز نزدیک

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

2 استادیار، دانشکده مهندسی برق، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

3 استاد، دانشکده مهندسی پلیمر، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

چکیده

در این مقاله یک تراشه ریزسیالاتی کاغذی توسعه داده شده است که به صورت غیرتهاجمی و با روش تشخیص نوری، با استفاده از نور مادون قرمز نزدیک به تشخیص گلوکز می‌پردازد. این تراشه یکبار مصرف، قابل حمل، ارزان قیمت و سبک است و برای آزمایش‌های مقرون به صرفهcost effective tests) ) و تشخیص بر بالین (point-of care tests) بسیار مناسب است. این تراشه ریزسیالاتی با روش حجاری نوری و با استفاده از ماده‌ی فوتورزیستی که در صنایع چاپ استفاده می‌شود؛ و به رزین قابل پخت با نور فرابنفش معروف است؛ ساخته شده است که روشی بسیار ارزان قیمت، ساده و دقیق بوده و برای تولید انبوه بسیار مناسب است. از تراشه ساخته شده برای تشخیص گلوکز به صورت غیرتهاجمی استفاده شد و حسگر نوری با استفاده از فرستنده و گیرنده مادون قرمز ساخته شده است که می‌تواند غلظت گلوکز را از 60 میلی‌گرم بر دسی‌لیتر تا 500 میلی‌گرم بر دسی‌لیتر را با بازه ولتاژ 630 تا 730 میلی ولت نشان ‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Paper-based microfluidic chip for glucose measurement using optical detection using NIR technique

نویسندگان [English]

  • K. Kahyaei 1
  • A. Pourmand 2
  • F. Abbasi 3
1 Faculty of Electrical Engineering, Sahand University of Technology, Sahand New Town, Tabriz, Iran.
2 Faculty of Electrical Engineering, Sahand University of Technology, Sahand New Town, Tabriz, Iran.| Institute for Polymer Materials, Sahand University of Technology, Sahand New Town, Tabriz, Iran| Tissue Engineering and Stem Cells Research Center, Sahand University of Technology, Sahand New Town, Tabriz, Iran.
3 Institute for Polymer Materials, Sahand University of Technology, Sahand New Town, Tabriz, Iran. |Faculty of Polymer Engineering, Sahand University of Technology, Sahand New Town, Tabriz, Iran.
چکیده [English]

This article proposes a paper-based microfluidic chip that can non-invasively measure glucose with optical detection technique using NIR. This paper chip is disposable, portable, low-cost, lightweight, and suitable for point-of-care and cost-effective tests. This paper chip is fabricated with a kind of photoresist that is used in the publishing industry called UV curable resin. This method is chip, simple, and suitable for mass production. This paper chip is used for measuring glucose non-invasively and an interface sensor is designed with an NIR technique that can measure glucose concentration between 60 to 500 mg/dl with voltage range of 630 to 730 mV.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Paper-based microfluidic
  • Lithography
  • Near-Inferared
  • Optical Detection
  • Interface sensor circuit

مراجع

 [1] ه.ولادی، ن.طالب‌زاده, م. راد ملکشاهی، ارائه روشی نوین برای ساخت یک ریز مخلوطگر الکترواسمیتی با الکترودهایی در دو سمت برای کاربردهای زیست-فناوری،مجله مهندسی برق تبریز، جلد 46 ، 2014، صفحات 265-255
[2] ع. پورمند،ع. موسوی شائق، ح. بدری، ا.نجفی اقدم، پیاده‌سازی و مشخصه‌یابی یک ریزشیر کواک با استفاده از مواد گرمانرم برای کاربردهای آزمایشگاه روی تراشه، مجله مهندسی برق تبریز، جلد 48، 2018، صفحات 1416- 1412                                                   
[3] Martinez, A.W., et al., Diagnostics for the developing world: microfluidic paper-based analytical devices. 2010, ACS Publications.
[4] Mao, X. and T.J. Huang, Microfluidic diagnostics for the developing world. Lab on a Chip, 2012. 12(8): p. 1412-1416.
[5] Li, B., et al., Portable paper‐based device for quantitative colorimetric assays relying on light reflectance principle. Electrophoresis, 2014. 35(8): p. 1152-1159.
[6] Martinez, A.W., et al., Patterned paper as a platform for inexpensive, low‐volume, portable bioassays. Angewandte Chemie, 2007. 119(8): p. 1340-1342.
[7] Abe, K., et al., Inkjet-printed paperfluidic immuno-chemical sensing device. Analytical and bioanalytical chemistry, 2010. 398: p. 885-893.
[8] Dungchai, W., O. Chailapakul, and C.S. Henry, A low-cost, simple, and rapid fabrication method for paper-based microfluidics using wax screen-printing. Analyst, 2011. 136(1): p. 77-82.
[9] Nie, Z., et al., Electrochemical sensing in paper-based microfluidic devices. Lab on a Chip, 2010. 10(4): p. 477-483.
[10] Alkire, R.C., D.M. Kolb, and J. Lipkowski, Advances in Electrochemical Science and Engineering: Bioelectrochemistry. 2011: Wiley-VCH.
[11] Ionescu, M. and S. Doctorala. Measuring and detecting blood glucose by methods non-invasive. in 2018 10th International Conference on Electronics, Computers and Artificial Intelligence (ECAI). 2018. IEEE.
[12] .Li, X. and C. Li. Research on non-invasive glucose concentration measurement by NIR transmission. in 2015 IEEE International Conference on Computer and Communications (ICCC). 2015. IEEE.
[13] Nakamachi, E. Development of automatic operated blood sampling system for portable type Self-Monitoring Blood Glucose device. in 2010 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology. 2010. IEEE.
[14] Ashok, V., A. Nirmalkumar, and N. Jeyashanthi, A novel method for blood glucose measurement by noninvasive technique using laser. International Journal of Biomedical and Biological Engineering, 2011. 5(3): p. 113-119.
[15] Anas, M., et al. Non-invasive blood glucose measurement. in 2012 IEEE-EMBS Conference on Biomedical Engineering and Sciences. 2012. IEEE.
[16] De Pretto, L.R., et al., Optical coherence tomography for blood glucose monitoring in vitro through spatial and temporal approaches. Journal of biomedical optics, 2016. 21(8): p. 086007-086007.
[17] Dungchai, W., O. Chailapakul, and C.S. Henry, Use of multiple colorimetric indicators for paper-based microfluidic devices. Analytica chimica acta, 2010. 674(2): p. 227-233.
[18] Jain, P., R. Maddila, and A.M. Joshi, A precise non-invasive blood glucose measurement system using NIR spectroscopy and Huber’s regression model. Optical and Quantum Electronics, 2019. 51: p. 1-15.
[19] Fathpour, R., Pourmand, A., Design and Fabrication of an Optical Sensor for Glucose Measurement in a Microfluidic Chip. in The 4th Iranian International Conference on Microelectronics (ICM2021), 2022
 
مجله مهندسی برق دانشگاه تبریز

مقالات آماده انتشار، اصلاح شده برای چاپ
انتشار آنلاین از تاریخ 22 مهر 1402

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار