傳感針—我們始創(chuàng)的傳感器
發(fā)布時間:2008/5/29 0:00:00 訪問次數(shù):408
摘要:傳感針是以中醫(yī)針灸針為基體加工而成的針形傳感器,是針灸醫(yī)術(shù)與傳感器技術(shù)的結(jié)合,是我國原創(chuàng)的一類新型傳感器。本文介紹了傳感針的結(jié)構(gòu),原理和制作方法,并著重介紹了它在各領(lǐng)域中的應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞:傳感針;中醫(yī)針灸學
中圖分類號:tp212.13 文獻標識碼:a
一、引言
傳感針是以中醫(yī)針灸針為基體加工而成的針形傳感器,是針灸醫(yī)術(shù)與傳感器技術(shù)的結(jié)合,也是傳感器與執(zhí)行器的融合。作為我國原創(chuàng)的一類新型傳感器,它始創(chuàng)于1988年,是為慶賀我國stc的首次召開而精心設(shè)計的,可稱stc的“同齡人”。 隨著傳感器技術(shù)在我國的發(fā)展,它也與時俱進,逐步改進與發(fā)展,開始形成包括化學、生物與物理等系列。目前,溫度傳感針、氧分壓傳感針、ph傳感針、鈣離子傳感針、乙酰膽堿傳感針等已達到實用化。
傳感針原名中醫(yī)傳感針,是針對中醫(yī)藥學現(xiàn)代化的需要而提出的新課題。與國內(nèi)外現(xiàn)有的生物醫(yī)學傳感器相比,傳感針能無損或微損地實現(xiàn)在體、定位、定點、實時、動態(tài)測量,能用作傳感器,還可用作執(zhí)行器。它價格低廉、操作簡便、可一次性使用;另外,它的使用領(lǐng)域眾多,除中醫(yī)藥學外、還可用于環(huán)保、化工、農(nóng)林牧副漁等行業(yè)。
1、傳感針與中醫(yī)藥學
如上所述,傳感針首先是針對中醫(yī)藥學現(xiàn)代化的需要而提出的。國家自然科學基金重大研究計劃“中醫(yī)藥學幾個關(guān)鍵科學問題的現(xiàn)代研究”中明確提出:“中醫(yī)藥學是中華民族幾千年來防病治病經(jīng)驗的結(jié)晶,是具有中國特色的生命科學。她積淀豐厚,內(nèi)涵深邃,具有系統(tǒng)的理論體系、豐富的實踐經(jīng)驗及顯著的臨床療效。中醫(yī)中藥是我國有能力、有可能成為站在國際科學前沿的重要領(lǐng)域。研究中醫(yī)藥學發(fā)展的核心問題,無疑對基礎(chǔ)理論的發(fā)展有重要意義。半個世紀以來,中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究雖取得了長足的進步,但無突破性進展。因此,要綜合運用現(xiàn)代數(shù)學、物理學、化學、信息科學及生命科學相關(guān)學科的最新進展提供的新理論、新技術(shù)、新方法,抓住證候、方劑、針灸原理三個關(guān)鍵問題,以揭示中醫(yī)藥學基礎(chǔ)理論的科學內(nèi)涵為突破口,爭取中醫(yī)藥基礎(chǔ)理論能在源頭上有所創(chuàng)新,為中醫(yī)藥現(xiàn)代化與國際化奠定基礎(chǔ)。”
2、傳感針與針灸醫(yī)學
我國是針灸醫(yī)學的發(fā)源地,針灸醫(yī)學是中醫(yī)寶庫中的一顆瑰麗明珠,有3000多年的歷史,現(xiàn)正在走向世界。但針灸醫(yī)學的核心理論—經(jīng)脈和穴位等都急待闡明。經(jīng)脈將人體統(tǒng)一成一個有機整體,在功能上,可運行氣血、燮理陰陽;而穴位是人體臟腑、經(jīng)絡(luò)之氣輸注于體表的特殊部位,是疾病的反應(yīng)點和治療的刺激點?梢哉f,經(jīng)絡(luò)是人體的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),穴位是人體的觀測窗口。但傳統(tǒng)方法無法對其進行有效的探究,故此,傳感針便成為研究經(jīng)絡(luò)穴位的銳利武器。例如:傳感針可以測定穴位、經(jīng)脈的三維結(jié)構(gòu)和發(fā)生在那里的分子事件。因而,沒有針灸醫(yī)學不可能研發(fā)傳感針,不發(fā)展傳感針很難闡明針灸治病機理。
3、傳感針與西醫(yī)學
在體測量與床邊診斷等問題是西醫(yī)學的幾個難點,而傳感針的簡捷易行為解決這些問題提供了機遇。此外,經(jīng)絡(luò)傳感針與神經(jīng)遞質(zhì)傳感針、免疫傳感針、激素傳感針等技術(shù)的綜合運用,還將為中西醫(yī)學的融合提供可能性。
二、工作原理
傳感針主要由針灸針、敏感膜、鍍金膜與絕緣膜組成(圖1),其傳感原理與其它的傳感器基本上是一致的,但由于基體的特殊性(通常為全固態(tài)的針灸針,省去了內(nèi)參液),傳感針界面上的轉(zhuǎn)換過程與傳感器內(nèi)部的工作機制不完全一樣。從傳感針的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢看,三類傳感針(離子、物理和生物)可以構(gòu)成一個獨特的體系
三、制作方法
基于傳感針的在體測量與防止交叉感染,制作的傳感針以一次使用為宜,并要求響應(yīng)快、靈敏度高、互換性好。
1、制作程序
基本程序如下:
針體拋光→洗凈→干燥→針尖鍍金與涂覆敏感膜→鍍絕緣膜→烘干→預(yù)處理→保存待用。
上述過程中,選擇敏感材料、制作敏感膜液與涂覆敏感膜是關(guān)鍵技術(shù),它們基本決定了傳感針的性能。
敏感材料是根據(jù)離子識別與分子識別特性選擇的。在眾多可供挑選的膜材料與成膜方法中,仿脂質(zhì)雙分子層膜具有突出的優(yōu)點,例如:在制備鈣傳感針時,將溶于四氫呋喃的1ml pvc鈣敏感膜液滴加于直徑約為5cm的水面上,其自然展開成膜,接著用備好的基體針,嵌入自行設(shè)計制作的提膜機中,將針尖端插入水面下1cm處,提膜1次,烘干,再提膜1次再烘干即可。這樣作成的鈣離子傳感針,響應(yīng)時間小于2s,可以即作即用,不需活化。
2、校驗方法
三類傳感針的校驗方法與各自同類的傳感器基本相似,例如,各種離子傳感針的校驗方法與相應(yīng)的離子選擇性電極相同,物理傳感針與生物傳感針的校驗也基本類似。但是,用于在體測量時,對某些指標的校驗方法要作進一步的修正,限于篇幅,這里暫不討論。
四、應(yīng)用舉例
圖2是測定大鼠腦內(nèi)鈣離子的示意圖。如果測定人體,只需將傳感針刺入受試者所要測定的位
摘要:傳感針是以中醫(yī)針灸針為基體加工而成的針形傳感器,是針灸醫(yī)術(shù)與傳感器技術(shù)的結(jié)合,是我國原創(chuàng)的一類新型傳感器。本文介紹了傳感針的結(jié)構(gòu),原理和制作方法,并著重介紹了它在各領(lǐng)域中的應(yīng)用情況。
關(guān)鍵詞:傳感針;中醫(yī)針灸學
中圖分類號:tp212.13 文獻標識碼:a
一、引言
傳感針是以中醫(yī)針灸針為基體加工而成的針形傳感器,是針灸醫(yī)術(shù)與傳感器技術(shù)的結(jié)合,也是傳感器與執(zhí)行器的融合。作為我國原創(chuàng)的一類新型傳感器,它始創(chuàng)于1988年,是為慶賀我國stc的首次召開而精心設(shè)計的,可稱stc的“同齡人”。 隨著傳感器技術(shù)在我國的發(fā)展,它也與時俱進,逐步改進與發(fā)展,開始形成包括化學、生物與物理等系列。目前,溫度傳感針、氧分壓傳感針、ph傳感針、鈣離子傳感針、乙酰膽堿傳感針等已達到實用化。
傳感針原名中醫(yī)傳感針,是針對中醫(yī)藥學現(xiàn)代化的需要而提出的新課題。與國內(nèi)外現(xiàn)有的生物醫(yī)學傳感器相比,傳感針能無損或微損地實現(xiàn)在體、定位、定點、實時、動態(tài)測量,能用作傳感器,還可用作執(zhí)行器。它價格低廉、操作簡便、可一次性使用;另外,它的使用領(lǐng)域眾多,除中醫(yī)藥學外、還可用于環(huán)保、化工、農(nóng)林牧副漁等行業(yè)。
1、傳感針與中醫(yī)藥學
如上所述,傳感針首先是針對中醫(yī)藥學現(xiàn)代化的需要而提出的。國家自然科學基金重大研究計劃“中醫(yī)藥學幾個關(guān)鍵科學問題的現(xiàn)代研究”中明確提出:“中醫(yī)藥學是中華民族幾千年來防病治病經(jīng)驗的結(jié)晶,是具有中國特色的生命科學。她積淀豐厚,內(nèi)涵深邃,具有系統(tǒng)的理論體系、豐富的實踐經(jīng)驗及顯著的臨床療效。中醫(yī)中藥是我國有能力、有可能成為站在國際科學前沿的重要領(lǐng)域。研究中醫(yī)藥學發(fā)展的核心問題,無疑對基礎(chǔ)理論的發(fā)展有重要意義。半個世紀以來,中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究雖取得了長足的進步,但無突破性進展。因此,要綜合運用現(xiàn)代數(shù)學、物理學、化學、信息科學及生命科學相關(guān)學科的最新進展提供的新理論、新技術(shù)、新方法,抓住證候、方劑、針灸原理三個關(guān)鍵問題,以揭示中醫(yī)藥學基礎(chǔ)理論的科學內(nèi)涵為突破口,爭取中醫(yī)藥基礎(chǔ)理論能在源頭上有所創(chuàng)新,為中醫(yī)藥現(xiàn)代化與國際化奠定基礎(chǔ)!
2、傳感針與針灸醫(yī)學
我國是針灸醫(yī)學的發(fā)源地,針灸醫(yī)學是中醫(yī)寶庫中的一顆瑰麗明珠,有3000多年的歷史,現(xiàn)正在走向世界。但針灸醫(yī)學的核心理論—經(jīng)脈和穴位等都急待闡明。經(jīng)脈將人體統(tǒng)一成一個有機整體,在功能上,可運行氣血、燮理陰陽;而穴位是人體臟腑、經(jīng)絡(luò)之氣輸注于體表的特殊部位,是疾病的反應(yīng)點和治療的刺激點?梢哉f,經(jīng)絡(luò)是人體的調(diào)控網(wǎng)絡(luò),穴位是人體的觀測窗口。但傳統(tǒng)方法無法對其進行有效的探究,故此,傳感針便成為研究經(jīng)絡(luò)穴位的銳利武器。例如:傳感針可以測定穴位、經(jīng)脈的三維結(jié)構(gòu)和發(fā)生在那里的分子事件。因而,沒有針灸醫(yī)學不可能研發(fā)傳感針,不發(fā)展傳感針很難闡明針灸治病機理。
3、傳感針與西醫(yī)學
在體測量與床邊診斷等問題是西醫(yī)學的幾個難點,而傳感針的簡捷易行為解決這些問題提供了機遇。此外,經(jīng)絡(luò)傳感針與神經(jīng)遞質(zhì)傳感針、免疫傳感針、激素傳感針等技術(shù)的綜合運用,還將為中西醫(yī)學的融合提供可能性。
二、工作原理
傳感針主要由針灸針、敏感膜、鍍金膜與絕緣膜組成(圖1),其傳感原理與其它的傳感器基本上是一致的,但由于基體的特殊性(通常為全固態(tài)的針灸針,省去了內(nèi)參液),傳感針界面上的轉(zhuǎn)換過程與傳感器內(nèi)部的工作機制不完全一樣。從傳感針的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢看,三類傳感針(離子、物理和生物)可以構(gòu)成一個獨特的體系
三、制作方法
基于傳感針的在體測量與防止交叉感染,制作的傳感針以一次使用為宜,并要求響應(yīng)快、靈敏度高、互換性好。
1、制作程序
基本程序如下:
針體拋光→洗凈→干燥→針尖鍍金與涂覆敏感膜→鍍絕緣膜→烘干→預(yù)處理→保存待用。
上述過程中,選擇敏感材料、制作敏感膜液與涂覆敏感膜是關(guān)鍵技術(shù),它們基本決定了傳感針的性能。
敏感材料是根據(jù)離子識別與分子識別特性選擇的。在眾多可供挑選的膜材料與成膜方法中,仿脂質(zhì)雙分子層膜具有突出的優(yōu)點,例如:在制備鈣傳感針時,將溶于四氫呋喃的1ml pvc鈣敏感膜液滴加于直徑約為5cm的水面上,其自然展開成膜,接著用備好的基體針,嵌入自行設(shè)計制作的提膜機中,將針尖端插入水面下1cm處,提膜1次,烘干,再提膜1次再烘干即可。這樣作成的鈣離子傳感針,響應(yīng)時間小于2s,可以即作即用,不需活化。
2、校驗方法
三類傳感針的校驗方法與各自同類的傳感器基本相似,例如,各種離子傳感針的校驗方法與相應(yīng)的離子選擇性電極相同,物理傳感針與生物傳感針的校驗也基本類似。但是,用于在體測量時,對某些指標的校驗方法要作進一步的修正,限于篇幅,這里暫不討論。
四、應(yīng)用舉例
圖2是測定大鼠腦內(nèi)鈣離子的示意圖。如果測定人體,只需將傳感針刺入受試者所要測定的位
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