Batterieloser, enzymatisch-amperometrischer Glucosesensor basierend auf der NFC Technologie
Biosensoren sind analytische Geräte und werden zur Bestimmung von medizinisch relevanten Parametern, wie Glucose, Laktat oder Histamin, herangezogen. Anwendungsfelder wie die mobile Diagnostik und das persönliche Gesundheitsmonitoring haben einen Bedarf an leicht verfügbaren und kostengünstigen Sensoren. Biosensoren in Verbindung mit der NFC-Technologie ermöglichen daher die Realisierung von einfachen und intelligenten Sensorlösungen für die Messung von elektrischen, als auch von nicht elektrischen Parametern.
NFC ist eine drahtlose Technologie zur Übertragung von Daten und Energie über kurze Distanzen. NFC ist eine zukunftsorientierte und aufstrebende Technologie, bekannt durch Anwendungsfälle wie kontaktloses Bezahlen und Zutrittskontrollen und bietet weitere Anwendungsmöglichen im Bereich Sensorik und persönlichen Gesundheitsmonitoring. NFC basiert auf der induktiven Kopplung zwischen zwei Geräten und arbeitet bei einer Frequenz von 13,56 MHz. Die übertragene Energie kann durch sogenanntes „Energy harvesting“ genutzt werden und in Verbindung mit Low-Power-Elektronik wird damit keine zusätzliche externe Energiequelle benötigt. Kosten und Größe des resultieren Sensors können somit minimiert werden.
Im Gegensatz zu bestehenden Lösungsansätzen, wie zur Nachweisbestimmung eines speziellen Analyten (Ammoniak) durch die Detektion der NFC-Antennenverstimmung, basiert unser Glucosesensor auf einer Multi-Chip Lösung. Das NFC-Glucometer besteht aus einem NFC-Frontend, Mikrocontroller und einer Messeinheit zur quantitativen Bestimmung des Blutzuckerspiegels. Das erforderliche Reaktionspotential von etwa -128mV wird durch NFC Energy harvesting bereitgestellt und ermöglicht die elektrochemische Reaktion von Glucose und Glucoseoxidase (GOD). Die elektrochemische Reaktion findet auf einem handelsüblichen Blutzucker-Teststreifen statt.
Der derzeitige Prototyp des NFC-Glucometers wird über die NFC-Schnittstelle eines Smartphones mit Energie gespeist. Eine benutzerfreundliche mobile App vervollständigt das Senorsystem, zeigt den gemessenen Blutzuckerwert am Display an und speichert die gemessenen Daten in einem Tagebuch.
Zusätzliche Labortests von Histamin mit einer ähnlichen Sensoranordnung zeigten vielversprechende Resultate. NFC-basierte Biosensoren öffnen daher ein breites Feld für weitere Analyte.