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恒电势器模块支持实现电化学生物传感器护理点诊断

2023-01-12 15:02 来源:ADI 编辑:电源网

新冠病毒的出现,引发了人们对电化学生物传感器的兴趣和随之而来的创新浪潮。借助更好的生物检测传感器和读取器,医疗保健提供者能够更快做出正确的诊断和治疗,不止是针对新冠,还包括从疟疾和结核病到细菌性感染等许多其他疾病。并不是说,电化学生物传感器创新者们忽略了这一需求,但这期间出现的机遇是不言而喻的。

发挥恒电势器的潜力

要创建更好的测试解决方案,光有电化学专业知识是不够的;还需要测量和检测专业知识。例如,恒电势器是一种电路,可以检测电池电阻的变化,然后通过辅助电极对电流做出相应调整。在大部分电分析实验中,此器件是用于控制和测量的基本电子硬件。但不管基本与否,对于在电化学生物传感器领域创新的人员来说,识别病毒或细菌的电化学特征可能很简单,不过要构建出产品或读取器,例如恒电势器,可能需要数年的研究、尝试和试错。

如果使用ADI公司和PalmSens开发的EmStat Pico恒电势器模块,在创建电化学生物传感器产品时则无需具备恒电势器知识;利用该模块,生物传感器创新开发者无需花费时间和金钱来雇佣这方面的专家,或者是自身成为专家。ADI与PalmSens合作开发这款独立的恒电势器模块,帮助填补了这方面的空白,使创新开发者能够更快地将救生产品推向市场。

概览

· PalmSens:于2001年由Kees van Velzen博士创立,面向大多数类型的电化学技术提供广泛的仪器仪表,侧重于移动式仪表产品。他们致力于让电化学技术产品变得更简单、更便携,更易于为新手和高级研究人员和企业人员所用。

· 应用:医疗健康、环境监测、食品安全、兽医护理、状态监控。

· 挑战:将PalmSens的电化学生物传感器技术和ADI领先的信号处理专业知识结合,创建出比实验室用版本更快、更小、功耗更低的恒电势器,且不牺牲精度,即使创新开发人员从未设计过恒电势器也能轻松上手使用。

· 目标:开发能帮助创新开发人员弥补技术空白的电化学生物传感器平台,让他们能够切实践行自己的使命,更快地向市场推出救生技术产品。

率先上市:QSM和OTTER EQ

位于波士顿的QSM Diagnostics开发了护理点兽医诊断技术,用于快速识别细菌性感染。几十年来,该公司一直致力于开发和销售传感器和医疗设备。

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Analog Garage是ADI的内部孵化器,它将工程师、数据科学家、硬件和软件专家聚集在一起,在发展迅速、以创意为驱动力的初创公司环境内创建新技术和解决方案。

2016年,QSM开始与Analog Garage合作开发低成本、便携式电化学生物传感器读取器,该设备可在诊疗地点提供与传统兽医参考实验室设备相同的结果。之后,在ADI和PalmSens发布了EmStat Pico之后,QSM很快洞见这款更新、更小的恒电势器的潜力,与自主设计类似产品相比,使用这款恒电势器能够帮助节省大量资源。

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QSM CEO Ed Goluch表示:“我们可以全身心投入测试化学领域,无需费心思考虑用于执行测量的这些电子设备”。“为何要另起炉灶?”

QSM的Otter eQ是采用了ADI和PalmSens提供的EmStat Pico的首批上市产品,展示了恒电势器在护理点应用中作为生物传感器读取器的多功能性,目前它能为您的宠物提供检测;日后,甚至可为所有人提供检测。

兽医实验室中使用的生物传感器

有些狗狗会遇到耳内感染,这比其他感染更为棘手。这种感染由绿脓杆菌引发,很难检测,需要采用不同的治疗方法。要确定是否是由于这种类型的细菌导致感染,兽医诊所必须将样本送至实验室检测并等待结果,并在数据不全的情况下尽可能为您的宠物狗提供治疗。

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便携式恒电势器

QSM决定创建一种能提供现场诊断的电化学生物传感器和读取器,能在第二天一早,甚至在狗狗离开诊断之前提供结果。该设备嵌入大小仅为30mm × 6mm的EmStat Pico,检测速度快,且非常便携。

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PalmSens首席执行官Willem van Velzen表示:“能够随时获得媲美实验室设备的检测结果,意味着您不再需要常规的实验室。您无需再等待一天或更久时间,可以在两分钟内获得检测结果。”

下一代OTTER EQ

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当前这一代Otter eQ检测单种类型的细菌,但读取器有可能与多个传感器配合使用,这些传感器目前尚处于开发阶段。所以,无需为每种传感器开发一款新的读取器。在不久的将来,Otter eQ将能够检测多种类型的动物身上的多种感染。未来机型可能更类似于血液检测板,可通过一个试剂盒检测多种病原体。

ADI新推出的产品未来将使QSM从B2B市场辐射至B2C领域。将Otter eQ用于消费电子产品会减轻兽医诊所预约超额的状况,既可以让宠物主人省去不必要的就医次数,也能提供远程预约随访,确保处方治疗落到实处。

工作原理

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猫狗和人:QSM愿景

van Velzen表示:“与针对人类的产品相比,先从宠物护理点市场的产品开始,大大减少了监管方面的问题。它也为进入人类护理点应用奠定了基石,应用前景可期。”

QSM技术已被用于检测农业供水中的除草剂,用于监测饮用水质量,以及检测供应食品中是否含有大肠杆菌等病原体。试剂盒经过标定,可用于识别病毒颗粒,或者用于监测其他与感染无关的指标,比如追踪皮质醇、胆固醇或家庭用药情况。

Goluch表示:“新冠病毒让人们认识到,在这一领域,我们所做的工作还远远不够。距离血糖仪问世已有约70年,目前也没有基于血糖仪的其他技术出现。现在,我们处于这样一个节点:我们可以使用该模块来进行其他检测。我们的试剂盒可以检测任何物质。只要更改化学成分和平台即可。”

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将救生技术更快推向市场

由于EmStat Pico模块可以集成到QSM现有的试剂盒设计、专有连接等中,Goluch估计,与自主开发自定义解决方案相比,QSM能帮助将产品开发时间缩短三年。此外,PalmSens提供软件开发套件,能进一步简化开发流程;这使得QSM在开发产品时几乎无需从PalmSens获得技术支持。

ADI的Brian Coffey表示:“与PalmSens合作,就是为了提供这款完整的解决方案——一款即插即用的测量模块。听说客户使用之后,更快将新型救生健康诊断工具推向市场,我们感到非常高兴。”

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参考

*2017-2018 AVMA宠物饲养和人口统计资料

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