据麦姆斯咨询报道，现在在监测药物滥用治疗计划中已有一些检测人们酒精摄入量的方法。由Drew Hall教授带领的加利福尼亚大学圣地亚哥分校的科学家开发了一种可植入体内的酒精感应芯片。芯片的尺寸非常小，因此可以植入人体皮肤的表皮之下，并采用如智能手表或智能贴片（patch）等无线可穿戴设备供电。

这款生物传感器芯片体积大约为一立方毫米，可以植入在皮肤下的细胞间液（细胞间液是一种存在于身体细胞间质中的组织液）。这款生物传感器包含三个传感器。主要的传感器是用乙醇氧化酶涂覆。乙醇氧化酶是选择性地与酒精相互作用以产生可被电化学检测的副产物的一种酶。另外两个传感器测量信号和pH值，它们被抵消以提高酒精读数的准确性。 该读数由可穿戴设备获得，如靠近芯片所在位置的智能手表。手表将无线电频率信号发送到芯片，芯片随后将信号反射回手表。它们变化的方式表明病人的血液中有多少酒精。该芯片只需三秒即可进行一次测量，这种测量可能会在一天中定期自动发生。

“这项工作的最终目标是为滥用药物治疗项目的病人开发一种常规且容易被接受的酒精和药物监测设备。”加州大学圣地亚哥分校雅可布工程学院的电气工程教授Drew Hall谈到。Hall也供职于加州大学圣地亚哥分校的无线通信中心和可穿戴式传感器中心。他的团队于4月10日在圣地亚哥召开的2018届IEEE定制化集成电路会议上（CICC）提出了这项工作。

病人的治疗方案面临的挑战之一是缺乏方便的常规监测工具。Hall认为，呼吸分析仪是目前估测血液中酒精浓度的最常见方式，缺点是笨拙、初始化时间长且不够准确。验血是最精确的方法，但需要训练有素的技术人员才能完成。形似“纹身”的酒精监测传感器是可以“穿”在皮肤上的新选择，也方便在一次性使用后“脱下”，是一种前景光明的传感器。

Hall说：“微小植入型传感器可以在没有手术室的诊所内使用，使病人更容易按照规定的疗程进行长时间的监控。”

研究人员在设计时尽量将功耗降至最低，共970纳瓦，大约是智能手机通话时功耗的百万分之一。“我们不想看到芯片对可穿戴设备的电池寿命产生明显的影响，”霍尔说：“我们不希望在植入了传感器的皮肤部位出现大量发热，也不希望有潜在毒性的电池。”

这种超低功耗芯片的工作方式之一是通过一种称为反向散射的技术传输数据。当附近有智能手表这类设备向芯片发送射频信号，芯片则将数据修改并返回反射信号给智能手表。研究人员还为芯片设计了超低功耗传感器读出电路，将测量时间减少至三秒，从而降低了功耗。

研究人员已完成体外环境对植入人体的模拟测试，主要通过将乙醇混合在稀释的人体血清再植入猪的皮肤下。

为了将来的研究，研究人员计划在动物活体上进行芯片的测试。Hall的团队与在加州圣地亚哥Qualcomm Institute Innovation Space成立的创业公司CARI Therapeutics、在加州圣地亚哥专攻物质滥用障碍个体治疗的成瘾精神病学家Carla Marienfeld博士开展合作，优化下一代康复监测芯片。Hall的团队正在研发这种可以监测体内其他分子和药物的生物芯片。

“这是一项概念平台已被证明的技术。我们已经证明这种芯片可以用于酒精监测，但我们将研发出可以监测不同滥用物质的芯片。并且可以根据病人需求，定制监测所需物质的芯片，以提供长期的个性化医疗监测。”霍尔说。

来源： 微迷网