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JSSC 2025第10期RF & Wireless180nm

A One-Step-Packaged CMOS Microfluidics Wireless Bio-Analyzer for Point-of-Care Di

一种基于CMOS微流控技术的无线生物分析器,用于即时诊断。
0.24-pArms输入参考电流噪声,128.8 dB动态范围,2 mA功耗
CMOS微流控无线生物分析器即时诊断电化学传感近场感应耦合
创新点1:无线近场感应耦合技术(系统创新) - 采用700 MHz高频近场感应耦合实现无线供电与数据传输,通过1.5 mm片上线圈实现CMOS芯片与微流控系统的无缝集成,解决了传统封装中复杂的电连接问题。
创新点2:多模态传感集成(系统创新) - 在单芯片上集成电化学、pH和温度传感器,其中电化学传感器用于免疫检测,pH和温度传感器用于环境补偿,显著提升了POC设备的可靠性和环境适应性。
创新点3:高灵敏度电容跨阻放大器(电路创新) - 采用全差分电容跨阻放大器结构,实现0.24 pArms的超低输入参考噪声和128.8 dB的超宽动态范围,为微量生物标志物检测提供高精度信号链。
创新点4:真空驱动微流控兼容设计(方法创新) - 通过标准微流控工艺兼容的一步封装技术,结合真空驱动流体控制,验证了CRP蛋白检测的实用性,为低成本量产提供可行性方案。
Abstract
Point-of-care (POC) diagnostics can revolutionize current medicine by enabling rapid, at-home molecular testing for early disease detection and treatment monitoring. Though several mainstream POC technologies exist, such as paper-based lateral flow assays (LFAs) and microfluidic cartridges, they either lack quantification capability or require a dedicated reader for electrical readout. Miniaturization enabled by high-performance CMOS integrated circuits (ICs) has been proposed to address these limi