智能哺乳垫助力妈妈和宝宝健康：可穿戴传感器嵌入式哺乳垫，对母乳中的葡萄糖量化

这文章我早就在我的草稿箱里面了，周末直接发送！我以前记得在学院的时候，就有项目组在做相关的东西，不过我当时还不太了解这个，现在不一样了！

当然还是不知道，我怎么可能天天研究这玩意儿~

大概就是这个东西上面的工作

非常的轻，做设备要更加的小巧

我怎么感觉这个背景是学校里面拍的，可能是大学生妈妈？

智能乳垫（Smart Lactation Pad），其中嵌入了一种基于激光诱导石墨烯（LIG）的电化学生物传感器，用于实时检测母乳中的葡萄糖浓度。

不管了先来一段摘要：

可穿戴传感器正在改变医疗保健，它可对汗液、泪液、唾液和血液等生物流体进行快速、非侵入式的人体生化分析，从而提供对健康状况的实时洞察。

尽管学术界和工业界在开发可穿戴设备方面付出了巨大的努力，但很少有设备是专门为满足女性健康需求而设计的。没有一种是专门为测量人类母乳而设计的。

除了是婴儿营养的最佳来源之外，牛奶还是一种丰富的生物流体，其中含有反映母亲健康状况的潜在生物标志物。分析牛奶的成分为婴儿和母亲的健康提供了宝贵的信息。

研究开创了一种嵌入哺乳垫的可穿戴传感器，用于对母乳进行身体采样并持续分析母乳中的葡萄糖水平。大多数哺乳期的人都会佩戴哺乳垫来吸收白天漏出的乳汁，并保持布料干燥。

在这项研究中，通过在哺乳垫中集成微流体通道和电化学传感器，牛奶采样和分析成为母亲现有的日常生活的一部分，不会给牛奶采样和分析带来额外的负担。

就这样

电化学传感器采用激光诱导碳化聚酰亚胺薄膜开发而成，可用于开发柔性、低成本和高表面积的电极。葡萄糖传感是通过由葡萄糖氧化酶、戊二醛、牛血清白蛋白和 Nafion 组成的酶膜进行的，以增强酶保护并延长生物传感器在牛奶中的保质期和操作时间。

其实就是一个特异性的电极

值得注意的是，这款可穿戴设备在测量产后第 1、6 和 12 个月收集的全脂未稀释母乳中的葡萄糖时表现出很高的准确度（96.8% 至 104.1%）。这款创新的智能哺乳垫使母亲能够跟踪婴儿的葡萄糖摄入量并可能识别健康问题的早期迹象。

在文章中没有出现我感兴趣的信号链系统

这个是装配的示意图

激光雕刻电极的制造和表面功能化过程。PB 代表普鲁士蓝。E) 使用酶修饰电极检测葡萄糖的传感机制。

需要注意的是，这些应用其实不需要太多的嵌入式设计，更多的还是传感器的设计。

1. 激光诱导石墨烯（LIG）：利用激光蚀刻制造导电的石墨烯结构，提高传感器的柔性和导电性。
2. 普鲁士蓝（PB）修饰：作为电子介质，提高葡萄糖传感器的选择性和灵敏度。
3. 固定化葡萄糖氧化酶（GOx）：生物催化氧化葡萄糖，产生可检测的电子信号。这就是设计过程。

OK，因为文章里面没有写这个信号链系统的设计，那这个工作就给我了。

电化学里面最重要的就是知道反应是什么样子的.传感层（LIG/PB/GOx）主要由LIG 电极 + GOx 酶膜 组成：

1. 葡萄糖氧化酶（GOx）催化葡萄糖氧化，生成过氧化氢（H₂O₂）。
2. 普鲁士蓝（PB）修饰的LIG电极催化H₂O₂还原，产生电流信号。
3. 电流信号与葡萄糖浓度成正比，可通过后续电路测量。

葡萄糖 + O₂ → 过氧化氢（H₂O₂） + 葡萄糖酸

H₂O₂ 在普鲁士蓝电极上被催化还原，产生电流信号，与葡萄糖浓度成正比

系统应该采用低噪声运算放大器（Op-Amp）放大电流信号，提高检测灵敏度。

低通滤波器（LPF）：用于消除环境噪声和功率线干扰（50/60 Hz）。R = 10kΩ，C = 1.5μF（可调）

恒电位仪（Potentiostat）维持电极间稳定电压（~0.6V），确保稳定检测。

模数转换器（ADC）：12-bit / 16-bit，高精度采集葡萄糖电流信号。

可以使用这个

好ADC多了去了，要优先用新产品

电极是三电极系统，所以

运算放大器（Op-Amp） 维持 WE 电位稳定。

采用恒电位模式（0.6V） 控制电极间电压。

跨阻放大器（TIA）转换电流信号为电压信号。增益 Rf = 100kΩ - 1MΩ（根据检测范围选择）

OPA380（高精度）

AD8605（超低噪声）

没问题的！

因为上面的东西有一些分立器件，胸上寸土寸金的，所以换个集成方案。

能不能用取决于我们的传感器模式。

传感器采用恒电位法（Amperometric Mode）

LMP91000 不需要额外 DAC，可直接维持 0.6V（设定 WE 电位）。通过内部电路控制 RE，保持稳定的氧化/还原反应。

其实电化学系统都不难，很简单，难点在前面的传感器，能不能做稳定，以及这样的参数到底能不能让我们生活更美好，可能不久的将来会有人在胸垫上面集成各种传感器，问题是有用吗？至于葡萄糖甜不甜，你可以去问baby，不过baby可不会说话。

现在写这些论文解读的也不少，大多数都是翻译搬运，真服了，不知道意义在哪里，有这功夫不如喝个茶。

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