随着可穿戴传感器技术的发展，人们越来越关注连续健康监测。尽管已经开发出了能够记录心电图、肌电图、动脉脉搏和手指运动的可变形可穿戴设备，但在生物传感器开发中，测量低幅度生物信号是一个关键问题，传统的被动电极由于噪声或伪影导致信号质量差，有机电化学晶体管（OECTs）因其在可穿戴传感器中放大生物信号的能力而受到重视。可穿戴传感器中的传统的无线通信电路，基于无机集成电路芯片，由于其厚且刚性的集成电路芯片，在适应性方面存在限制，这限制了它们在超薄、可变形电子设备中的应用。
韩国科学技术院的Wonryung Lee和Hojeong Jeon以及Jae-Hoon Han课题组，报告了一种超薄有机-无机集成设备，用于无线光学监测生物标志物，如汗液中的葡萄糖以及磷酸盐缓冲盐水中的葡萄糖、乳酸和pH值。这项研究通过将有机电化学晶体管与近红外无机微发光二极管（μLED）集成在薄的聚对二甲苯基衬底上，克服了传统无线通信电路在适应性方面的限制。该设备整体厚度仅为4微米，晶体管的通道电流会根据生物标志物浓度变化，从而改变μLED的辐射强度，实现生物标志物监测。此外，该系统还可以与弹性电池电路结合，创建可穿戴贴片，并展示该系统可以用于近红外图像分析。这种集成设备不仅具有高跨导（15 mS），还表现出卓越的机械稳定性，为超薄可穿戴或植入式设备提供了一种新的数据传输方法。
图1. 无线光学生物标志物监测系统示意图。
图2 OECT和μLED集成器件的电气和光学特性
图3 OECT和μLED集成器件的机械稳定性
图4 无线光学监测系统的生物标记测试分析
本文讲述了一种无线光学监测系统，该系统通过集成OECT生物化学传感器和NIR μLED来放大和传输信号。该方法提供了一种基于光亮度传输生物信号的简单方法，通过将具有高跨导的OECTs用于信号放大，电流响应于生物标志物浓度而显著变化，导致μled的亮度发生可辨别的变化，并促进无线通信。集成器件的简单电路结构和低功率操作意味着它具有在各种电路应用中使用的潜力，该系统集成在柔性聚对二甲苯基衬底上，克服了传统无线通信电路在适应性方面的限制。
【参考文献】
https://www.nature.com/articles/s41928-024-01237-6#Abs1
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