CAREER: A self-powered biosensing microsystem

职业:自供电生物传感微系统

基本信息

项目摘要

We will fabricate and characterize a self-powered biosensing microsystem that simultaneously generates bioelectricity and monitors glucose. This will be accomplished by using inertial power scavenging design by converting interstitial glucose into energy through the coupling of enzymes and three-dimensional nanowire arrays to potentially power ultra-low power implantable glucose monitors. Intellectual Merit: Continuous, self-powered monitoring of glucose in diabetics is quite important and will save lives. The proposed self-powered biosensing microsystem will monitor sugar levels and it embodies two key new contributions: (1) The approach eliminates the need for a potentiostat circuit and an external power source or batteries, thus leading to dramatic improvements in both speed and energy efficiency. Enzyme biofuel cells based on three-dimensional nanowire anodes fused with an energy harvesting circuit and a capacitor will provide integrated devices that will sense input potential and step up the electric power to operate a light emitting diode. (2) The work is both innovative and transformational, since it will provide an autonomous, self-powered, low-power biosensing microsystem. The biosensing microsystem will generate a drive signal in real-time and periodically power an electrical device solely by generating and accumulating electrical power in the capacitor as a result of the catalysis of glucose oxidation.Broad Impact: Both the research and educational objectives have a significant broader impact.The research addresses a crucial problem in diabetes treatment - a self-powered biosensing microsystem for continuous monitoring of blood glucose. The combination of the two areas; nanowire enzyme-based biofuel cell and biosensing system; can usher in a new era in self-powered biosensor microsystems for glucose monitoring. Demonstration of a self-powered, stable, continuous, long-term biosensing microsystem for glucose could lead to improvement in the quality of life for people with diabetes. The educational component enriches and complements other programs at UMBC that are designed to increase minority and female participation in math and science. The exposure of these students to a real-world problem and its solution will enable them to better appreciate the contribution of scientific research.
我们将制造和表征一个自供电的生物传感微系统,同时产生生物电和监测葡萄糖。这将通过使用惯性功率清除设计来实现,通过酶和三维纳米线阵列的耦合将间质葡萄糖转化为能量,从而为超低功率植入式葡萄糖监测器提供潜在动力。智力优势:对糖尿病患者进行持续的、自供电的血糖监测是非常重要的,可以挽救生命。所提出的自供电生物传感微系统将监测糖水平,它体现了两个关键的新贡献:(1)该方法消除了对恒电位仪电路和外部电源或电池的需要,从而导致速度和能源效率的显着提高。基于三维纳米线阳极与能量收集电路和电容器融合的酶生物燃料电池将提供集成设备,该集成设备将感测输入电势并增加电功率以操作发光二极管。(2)这项工作既具有创新性又具有变革性,因为它将提供一个自主的、自供电的、低功耗的生物传感微系统。生物传感微系统将实时产生驱动信号,并通过葡萄糖氧化催化作用在电容器中产生和积累电能,周期性地为电气设备供电。广泛影响:研究和教育目标都有着广泛的影响。研究解决了糖尿病治疗中的一个关键问题-自我,用于连续监测血糖的动力生物传感微系统。纳米线酶基生物燃料电池和生物传感系统这两个领域的结合可以开创葡萄糖监测自供电生物传感器微系统的新时代。证明一个自供电,稳定,连续,长期的葡萄糖生物传感微系统可以改善糖尿病患者的生活质量。教育部分丰富和补充了UMBC的其他项目,旨在增加少数民族和女性对数学和科学的参与。这些学生接触到现实世界的问题及其解决方案将使他们能够更好地欣赏科学研究的贡献。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A tattoo-like glucose abiotic biofuel cell
  • DOI:
    10.1016/j.jelechem.2021.115941
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.5
  • 作者:
    Saikat Banerjee;G. Slaughter
  • 通讯作者:
    Saikat Banerjee;G. Slaughter
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Gymama Slaughter其他文献

Development of flexible regenerable lactate-specific molecularly imprinted polymers based on laser-induced graphene electrochemical biosensor
基于激光诱导石墨烯电化学生物传感器的柔性可再生乳酸特异性分子印迹聚合物的研制
  • DOI:
    10.1016/j.bioelechem.2025.109017
  • 发表时间:
    2025-12-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.500
  • 作者:
    Christopher Animashaun;Abdellatif Ait Lahcen;Gymama Slaughter
  • 通讯作者:
    Gymama Slaughter
NiFeCo-modified bucky paper electrodes for sensitive and selective uric acid detection
  • DOI:
    10.1016/j.microc.2024.112348
  • 发表时间:
    2025-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Anju Joshi;Gymama Slaughter
  • 通讯作者:
    Gymama Slaughter
Electrochemical carbon-based sensors for non-enzymatic uric acid sensing
用于非酶促尿酸传感的电化学碳基传感器
  • DOI:
    10.1016/j.microc.2024.112331
  • 发表时间:
    2025-01-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.100
  • 作者:
    Anju Joshi;Gymama Slaughter
  • 通讯作者:
    Gymama Slaughter

Gymama Slaughter的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Gymama Slaughter', 18)}}的其他基金

Collaborative: A mobile smart glucose monitoring system
协作:移动智能血糖监测系统
  • 批准号:
    1802948
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative: A mobile smart glucose monitoring system
协作:移动智能血糖监测系统
  • 批准号:
    1921364
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant
A Non-invasive and Cost-effective Sputum Assay for Lung Cancer Screening
用于肺癌筛查的非侵入性且经济有效的痰检测
  • 批准号:
    1921363
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant
A Non-invasive and Cost-effective Sputum Assay for Lung Cancer Screening
用于肺癌筛查的非侵入性且经济有效的痰检测
  • 批准号:
    1706687
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: A self-powered biosensing microsystem
职业:自供电生物传感微系统
  • 批准号:
    1349603
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant
EAGER: A novel parallel extracellular and intracellular nanoelectrode and nanoelectrode probe array for high throughput electrophysiological recording.
EAGER:一种新型并行细胞外和细胞内纳米电极和纳米电极探针阵列,用于高通量电生理记录。
  • 批准号:
    1342912
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant
MRI: Acquisition of a Molecular Imaging System to Continue Faculty & Student Research in an Interdisciplinary Biosystems and Engineering Research Program
MRI:获取分子成像系统以继续教学
  • 批准号:
    0820869
  • 财政年份:
    2009
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant
BRIGE Proposal: Nano-pattern modified microelectrodes for the improvement of continuous in vitro glucose monitoring detection.
BRIGE提案:纳米图案修饰微电极用于改进连续体外血糖监测检测。
  • 批准号:
    0824288
  • 财政年份:
    2008
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

Fibered纽结的自同胚、Floer同调与4维亏格
  • 批准号:
    12301086
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Self-DNA介导的CD4+组织驻留记忆T细胞(Trm)分化异常在狼疮肾炎发病中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82371813
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于受体识别和转运整合的self-DNA诱导采后桃果实抗病反应的机理研究
  • 批准号:
    32302161
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于广义测量的多体量子态self-test的实验研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于序贯递药体系实现对非酒精性脂肪肝的高渗给药和长效治疗
  • 批准号:
    32001001
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    16.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
黎曼流形上的特殊几何结构及相关分类研究
  • 批准号:
    11971153
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    53.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
新型代谢基因特征簇作为乳腺癌干细胞生物标志物及其靶向的研究
  • 批准号:
    31900515
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
转录因子ZBTB7B在小鼠乳腺发育过程中的功能及机制研究
  • 批准号:
    31900514
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Self-shrinkers的刚性及相关问题
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
微环境中缝隙连接对果蝇神经干细胞自我更新与分化的调控机制
  • 批准号:
    31771510
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

CAREER: Insect-scale Flapping-Wing Micro Aerial Robots Capable of Self-powered Hover and Agile Maneuvering
职业:昆虫规模扑翼微型空中机器人,具有自供电悬停和敏捷机动能力
  • 批准号:
    2236708
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RR&D Research Career Scientist Award Application
RR
  • 批准号:
    10417473
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
RR&D Research Career Scientist Award Application
RR
  • 批准号:
    10563135
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
CAREER: Engineering Self-Assembly of Recombinant Fusion Proteins for Bottom-Up Construction of Protein-Powered Synthetic Protocells
职业:重组融合蛋白的工程自组装,用于自下而上构建蛋白质驱动的合成原始细胞
  • 批准号:
    2045313
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Towards a Self-Powered Autonomous Robot for Intelligent Power Lines Vibration Control and Monitoring
职业:开发用于智能电力线振动控制和监测的自供电自主机器人
  • 批准号:
    1944032
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CAREER: Wearable, self-powered biosensors for disease detection and health monitoring
职业:用于疾病检测和健康监测的可穿戴自供电生物传感器
  • 批准号:
    2026744
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RR&D Research Career Scientist Award Application
RR
  • 批准号:
    10165845
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
RR&D Research Career Scientist Award Application
RR
  • 批准号:
    10454860
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
RR&D Research Career Scientist Award Application
RR
  • 批准号:
    10621767
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
CAREER: A self-powered biosensing microsystem
职业:自供电生物传感微系统
  • 批准号:
    1349603
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 17.94万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了