生物医用电极

生物医用电极 作为一种能够有效地将生物体电化学活动产生的离子电位转换成测量系统电子电位的传感器,广泛应用于现代临床检测和生物医学测量中。近年来,由于生物医用电极在心电图ECG、脑电图EEG、肌电图EMG以及电阻抗成像EIT等领域的广泛应用,新的生物医用电极结构及高效低成本的制造方法不断涌现,制造技术获得飞速发展。

生物医用电极 - 柔性衬底电极 - 驰飞超声波喷涂

Ag/AgCI电极

Ag/AgCl电极是生物电检测技术中广泛使用的一种生物医用电极,一般是由电极芯、Ag/AgCl层、导电凝胶、无纺布等部件组成。一般而言,Ag/AgCl层通常采用电镀/电解等加工工艺形成。

目前,在生物电信号检测技术中,Ag/AgCl电极不仅能够在较低电流条件下将离子电流转换成电子电流,且具有电信号基线稳定、抗干扰能力强、制造与使用较为方便、价格便宜、易于生产等优点,在心电、脑电等测量中获得非常广泛的应用。

由于导电凝胶的存在,Ag/AgCl电极在使用过程中容易发生脱水干燥,使得导电凝胶的电特性发生某些变化,不能够长期连续使用。由于导电凝胶的电阻抗不稳定性,在高精度实验中容易引入较大的噪声和误差,从而导致测量结果的不够精确。同时,实验前需要一定的准备时间,需对皮肤进行处理,尽可能擦除皮肤表面的角质层。此外,导电凝胶还有可能会引起皮肤过敏反应,产生红肿等现象。柏医研发的Ag/AgCl电极,属于干电极,工艺简单,易于批量制造,正在推进相关产业化应用。

微针电极

微针技术一般是指通过微细制造方法在硅材料、金属、聚合物和玻璃等材料表面,采用化学刻蚀工艺、反应等离子刻蚀等手段形成的阵列式微针结构。一般而言,单个微针结构的尺寸通常是直径为30~80um,长度100um以上。

微针电极设计要考虑到皮肤的分层结构,需要刺穿角质层(厚度一般为10~15um),刺入导电表皮层(厚度一般为50~100um),以避开角质层的高阻抗特性,同时还不能刺到真皮层(包括神经和血管)以避免对皮肤造成损伤,从而导致疼痛和出血等现象。因此,微针刺入深度应该大于10~15um,小于50~100um,使其在角质层上产生一个无痛的电极-电解液界面,并把活性细胞引起离子流转化成电子电流。

与传统的Ag/AgCl生物电位电极比较,微针电极往往不需要皮肤准备和电解凝胶,使用较为方便可靠,具有更小的阻抗,有较小的电化学噪声,更有利于长期测量使用。

柔性衬底电极

柔性衬底电极由于可以实现与人体组织,特别是与皮肤的高度贴合,并可以满足人体不同部位的穿戴要求,应用范围非常广泛,已成为当生物医用体表电极的重要研究方向。目前,可用于柔性衬底电极材料主要有聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。

在应用方面,柏医研发的持续血糖监测系统通过表面金属化、MEMS图案化工艺,实现4mm电极制备,比目前市面上流行的5mm电极短了20%,兼具高精度及低成本特性,具有知识产权自主可控、工艺简单、响应快速、稳定性好、准确性高等优点。

绝缘干电极

绝缘干电极与上述电极的工作原理都不一样,绝缘干电极是利用很薄的绝缘膜把金属电极与人体隔开,在人体和金属电极之间形成电容,人体和电极片则分别为电容的2个极片,中间的绝缘膜为电容器的中间介质,生物电信号可以通过这一特殊的电容器耦合到缓冲放大器输入端,实现对生物电位变化的测量。目前,绝缘干电极在航空航天、水下作业、生物医学测量等领域的信号的检测中获得了广泛的应用。

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关于驰飞

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杭州驰飞是超声镀膜系统开发商和制造商,产品主要应用于燃料电池质子交换膜喷涂、薄膜太阳能电池、钙钛矿、微电子、半导体、 纳米新材料、玻璃镀膜、 生物医疗、纺织品等领域。

英文网站:CHEERSONIC ULTRASONIC COATING SOLUTION