无线生医微机电C-反应蛋白感测系统设计

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　　无线生医SoC(Bio-Medical Wireless SoC)　　为了达成无线C-反应蛋白感测系统可携式及省电的目标，需要一无线生医SoC(BMW SoC)，其中整合了射频电路、模拟电路及数字电路于同一晶片上，使用标准金氧半互补式(CMOS)制程，完成一无线生医系统SoC
　　无线生医芯片系统架构方块图如(图5)。此芯片可分成三部分：
　　(1)感测器端模拟积体电路(含前置放大器及模数转换器)；

　　(2)前端射频收发机(ASK收发机)；
　　(3)微控制单元(含记忆体)。
　　无线生医芯片照片如(图6)所示。

　　无线生医微机电C-反应蛋白感测器量测结果
　　经由无线传输所量测到不同浓度之CRP，其产生的不同偏移量对时间的关系如(图7)。为了证明此偏移量是由CRP-antiCRP键结所造成的，将100mg/mL浓度的CRP加入无antiCRP的系统中，可得到无偏移量的结果。另外，当把系统中的CRP用高浓度(1mg/mL)的BSA(bovine serum albumin)取代时，可得到无偏移量的结果，如此可验证其专一性。由(图7)可知，在一般情况下(1~500mg/mL)，此系统都能明确的量测出其浓度范围。

　　传统来说，抗体原的键结只能用强酸使其分离，如(图8)。我们提出一种使用低频(0.2Hz)的振幅为1V的交流信号，加在微悬臂梁四周的镍电极及其本身的金电极上，如(图9)。(图10)显示出在加电场前与加电场后微悬臂梁可恢复到原来的位置，表示其CRP与antiCRP已分离。如此便可重复使用此CRP感测器。由实验结果得知，至少可重复使用6次以上。

　　虽然此项研究使用氦氖激光、反射镜及透镜等光学元件在此系统上，可用半导体雷射及微透镜(microlenses)等整合于一台CD player大小的机器中，并可将PDMS布于其上。此CD player大小的体积，便可达成可携式的目标。

　　更进一步，因氮化矽制程为CMOS半导体标准制程，故可将微悬臂梁感测器与无线电路整合成一个SoC，达到缩小体积降低成本的目标。在未来，利用悬臂梁对压阻的压力变化来产生输出电压变化的方式亦可取代利用光的量测方式，如(图11)为最新一代的整合CRP微悬臂梁感测器及无线电路系统单晶片，将可真正达到微小化甚至可朝向植入式的目标。
　　结语
　　一个可不需任何标定物CRP检测之无线生医微机电感测系统已成功的验证。此感测器针对心血管疾病临床相关的CRP浓度可在短时间内侦测。我们也提出使用电的方式移除CRP已证明可达到安全及重复使用。
　　此CMOS相容的CRP感测器提供了将生医感测器整合朝向SoC发展的潜力。另外，在2006年1月的Solid-State Circuits期刊中报道，一篇标题为Solid-State Circuits Conference Features Multimedia for a Mobile World也提及了此项研究成果开启了全新的简便的可携式或穿戴式健康监控的应用。本研究成果已发表于2006年国际固态电路会议(2006 International Solid-State Circuits Conference)。(本文选自台湾零组件杂志)
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nikel

我晕！
又没有图！