智能释药胶囊内酸碱度测量模块的设计.pdf

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1、第24卷第4期传感技术学报V0I．24No．42011年4月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSApr．2011TheDesignofpHMeasuringModuleintheSmartCapsuleforDrugDeliverySystemL／Xiaohua，LIUHongying，JIAZiru，PIXitian’孙，~KeyLaboratoryofBBioengineeringCollege：iorheologicalScienceandTechnologyofMinistryofEducation,一Abstract：Asmartcaps

2、ulefordrugdeliverybasedonapHsensorwasproposedhere．ThesystemcanautomaticallyidentifythepHchangesofthegastrointestinal(GI)tract，andthenitcanautomaticallyreleasethedrugifthepHchangessatisfytheestablishedprocedure．ApHmeasuringmoduleinthissystemwasdesignedhere．ThepHmeas·uringmoduleconsistsofpHsenso

3、rmodule，measuringcircuitmodule，microprocessorchipmodule，andpowerman—agementmodule．TheperformancesofpHmeasuringmoduleandpHsensorsweretestedinvitroexperiments．TheexperimentalresultsshowedthatthesensitivityofpHsensorwas43．5mV／pH，whichmettheneedofpHmeasuringintheGItract．Additionally，whenthetrigger

4、voltagestoredinthemicrocontrollerunit(MCU)wasfrom113．1to282．8mV，thecapsulecouldreleasethemedicineintheesophagus，stomachandintestinaltractaccuratelyaccord—ingtothechangeofpHvalue．Keywords：MEMS；smartdeliverycapsule；pHsensors；microprocessorchipsEEACC：1265F；1285；7230Jdoi：10．3969／j．issn．1004-1699．2

5、011．04．005智能释药胶囊内酸碱度测量模块的设计木李晓华，刘洪英，贾子如，皮喜田，郑小林，彭承琳，温志渝／1．重庆大学生物工程学院生物流变科学与技术教育部重点实验室，重庆400030；、＼2．重庆大学新型微纳器件与系统技术国防重点学科实验室，重庆400030／摘要：提出了一种能够根据消化道中pH值的变化而自动释药的智能释药电子胶囊，设计了基于pH传感器的酸碱度测量模块。酸碱度测量模块包括pH传感器模块、测量电路模块、微处理器芯片模块和电源管理模块。在离体状态下对pH传感器进行了原理性实验，并对酸碱度模块的性能进行了测试。实验结果表明pH传感器的灵敏度为43．5mV／pH，满足

6、消化道内pH值测量的需要，得出单片机程序中的触发电压范围为113．1～282．8mV，通过pH值变化的测定，可以准确的在食道，胃部，和肠部三个区域内进行释药。关键词：MEMS技术；智能释药胶囊；pH传感器；微处理器芯片中图分类号：11318．08文献标识码：A文章编号：1004—1699(2011)04-0492-06项目来源：国家自然科学基金项目(30700160，30970883)；中国博士后科学基金项目(20070420718，200801225)；教育部高等学校博士学科点科研基金项目(20070611045)；重庆大学研究生创新基金项目(200801A1B0250248)收

7、稿日期：2010—09—19修改日期：2010—12—07第4期李晓华，刘洪英等：智能释药胶囊内酸碱度测量模块的设计493近年来，人体消化道药物局部吸收特性研究，胶囊微系统结构如图1所示。系统内酸碱度测量模简称为人体药物吸收研究(HumanDrugAbsorp—块的主要功能是：完成消化道内pH值的检测，对tion，HDA)成为国际制药领域非常活跃的一项新pH值电压信号进行放大＼滤波等处理，再将信号传技术。它主要是对消化道局部的药物吸收特性进输到微处理器，如果测量的pH