November 21 23, 2012

Transkrypt

1 November 21 23, 2012 Electrochemicalmicrosensorsfor non invasivemeasurementof partialpressureof O 2 and CO 2 inarterialbloodby invivo epidermal method Tadeusz Palko Warsaw University of Technology(Poland) Forum is part financed by Podlaskie Region

2 Mikro- i Nano-Systemy w Chemii i Diagnostyce Biomedycznej Mikroczujniki elektrochemiczne do nieinwazyjnego pomiaru prężności O 2 i CO 2 we krwi tętniczej Tadeusz Pałko, Józef Przytulski, Włodzimierz Łukasik Instytut Metrologii iinżynierii Biomedycznej Politechniki Warszawskiej ul. Św. A. Boboli 8; Warszawa tel: ; fax:

3 ZADANIA: 1. Opracowanie założeń do projektu czujników. 2. Opracowanie konstrukcji i technologii czujników naskórnych po 2, pco 2 oraz odpowiednich mikroukładów i układów pomiarowych. 3. Badania i testowanie układów pomiarowych oraz opracowanie metod i systemów kalibracji czujników do gazometrii krwi. 4.Testowanie opracowanych urządzeń do pomiaru po2 i pco2, popularyzacja uzyskanych wyników.

4 Schemat blokowy układu do pomiaru po 2 Temperatura UKŁAD GRZANIA ZASILACZ U CZUJNIK po 2 I WZMACNIACZ Z UKŁADEM POLARYZACJI CZUJNIKA UKŁAD PREZENTACJI I KOMUNIKACJI skóra O 2 zero czułość

5 WYKRESY KRZYWYCH POLAROGRAFICZNYCH DLA RÓŻNYCH STĘŻEŃ TLENU 2 I[nA] 2 I[nA] U [V] Stężenie O 2 [%]

6 Model czujnika po 2

7 Pomiar po 2

8 Pomiar po 2 z okluzją

9 Schemat blokowy układu do pomiaru pco 2 PC Układ pomiaru i regulacji temperatury Układ sterowania i komunikacji Wyświetlacz LCD Czujnik pco 2 CO 2 Elektrolit ISFET D S Układ pomiarowy Przetwornik A/C z programowanym wzmocnieniem E ref Skóra Membrana

10 Czujnik pco 2 Reakcja: CO 2 + H 2 O H 2 CO 3 H + + CO 3 _ Zależność między ph i pco 2 : ph = A log pco 2 (log pco 2 ) = S ph S = -0,9-1

11 Głowica do testowania struktur BSC ISFET

12 TESTOWANIE STRUKTUR BSC-ISFET Struktury BSC- ISFET z dodatkową izolacją z azotku krzemu zostały wykonane przez ITE w dwóch rozmiarach: 3 mm i 5 mm. Opracowano projekt i wykonano układ elektroniczny urządzenia do testowania struktur BSC-ISFET. Opracowano model cyfrowy (program CAD - SolidWorks) i fizyczny głowicy do testowania struktur BSC- ISFET, która stanowi interfejs do w/w układu. Dodatkowa izolacja z azotku krzemu tranzystora BSC ISFET, obniża jego czułość do około 45 mv/ph i zwiększa odporność na zakłócenia optyczne

13 Model czujnika pco 2

14 Wyniki pomiarów eksperymentalnych 9,9 % CO 2 t 1

15 Wyniki pomiarów eksperymentalnych 5% CO 2 9,9 % CO 2 t 1 t 2

16 Fotografia stanowiska do badań eksperymentalnych

17 PROMOCJE Pałko T., Przytulski J., Łukasik W.: Układ grzania i termostatowania modelu naskórnego czujnika prężności O 2 w krwi. Plakat na Konferencję w Białowieży Ekwińska M.A., Jaroszewicz B., Domański K., Grabiec P., Zaborowski M., Tomaszewski D., Pałko T., Przytulski J., Łukasik W., Dawgul M., Pijanowska D.: Transcutaneous blood capnometry sensor head based on Back Side Contacted ISFET. Poster on 9 Intern. Conf. MECHATRONICS 2011 Warsaw, September 21-24, Prezentacja wyników osiągniętych w zadaniu 4d projektu MNS- DIAG na Forum BEST OF EAST FOR EASTERN PARTNERSHIP, November 28-30, 2011, Warsaw, Poland Pałko T., Przytulski J., Łukasik W. Model naskórnego czujnika prężności tlenu we krwi z układem termostatowania. XI Konferencja Naukowa Czujniki Optoelektroniczne i Elektroniczne COE 2010 Nałęczów, Model naskórnego czujnika prężności tlenu w krwi Elektronika 12/2010 s.91 Pałko T., Przytulski J., Łukasik W. - Transcutaneous sensor for CO 2, Światowy Kongres Fizyki Medycznej i Inżynierii Biomedycznej, Beijing, Chiny maja 2012r. Pałko T., Przytulski J., Łukasik W. - Model naskórnego czujnika prężności CO 2, XII Konferencja Naukowa Czujniki Optoelektroniczne i Elektroniczne, Karpacz, M. A. Ekwińska, B. Jaroszewicz, K. Domański, P. Grabiec, M. Zaborowski, D. Tomaszewski, T. Pałko, J. Przytulski, W. Łukasik, M. Dawgul, D. Pijanowska - BSC ISFET as transcutaneous blood capnometry sensor. III National Conference of Nano and Micromechanics 4 6 July 2012 IPPT PAN, Warszawa

18 PUBLIKACJE Ekwińska M.A., Jaroszewicz B., Domański K., Grabiec P., Zaborowski M., Tomaszewski D. Pałko T., Przytulski J., Łukasik W., Dawgul M., Pijanowska D.: Transcutaneous blood capnometry sensor head based on Back Side Contacted ISFET. Mechatronics. Resent technological and scientific advances. Springer Verlag Berlin Heidelberg 2011, M. A. Ekwińska, B. Jaroszewicz, K. Domański, P. Grabiec, M. Zaborowski, D. Tomaszewski, T. Pałko, J. Przytulski, W. Łukasik, M. Dawgul, D. Pijanowska - BSC ISFET as transcutaneous blood capnometry sensor. - w przygotowaniu

19 DZIĘKUJĘ ZA UWAGĘ

20

21 Wyniki termostatowania naskórnego czujnika po 2 moment of sensor location on theskin

22 November 21 23, 2012 Electrochemicalmicrosensorsfor non invasivemeasurementof partialpressureof O 2 and CO 2 inarterialbloodby invivo epidermal method Tadeusz Palko Warsaw University of Technology(Poland) Forum is part financed by Podlaskie Region