Раздел 02 / 03
Студенческий стартап · Проект № 108743

При поддержке Фонда содействия инновациям

Проект реализован при поддержке Фонда содействия инновациям в рамках программы «Студенческий стартап» мероприятия «Платформа университетского технологического предпринимательства» федерального проекта «Технологии».

Официальный логотип Фонда содействия инновациямФонд содействия инновациям Логотип Платформы университетского технологического предпринимательстваПлатформа университетского технологического предпринимательства Официальный логотип федерального проекта ТехнологииФедеральный проект «Технологии»
Календарный план реализации гранта

Технологическая карта проекта

Календарный план включает два этапа и десять мероприятий. Согласно представленным результатам проекта, выполнены организационные работы, разработка компонентов, сборка и лабораторные испытания CGM-системы.

Требования технического задания Скачать ТЗ (PDF)
02 / 03
02этапа работ
10мероприятий всего
10мероприятий выполнено
08 / 08задач этапа 2 выполнено
Этап 12 мероприятия

Организационный старт

  1. Создание и регистрация юридического лица в соответствии с законодательством Российской Федерации. Выполнено: ООО «УралСенсРК» зарегистрировано.
  2. Разработка технического задания для создания электрохимической системы непрерывного мониторинга глюкозы на основе ферментного датчика с углеродным волокном. Выполнено: техническое задание разработано. Скачать техническое задание (PDF)
Этап 28 мероприятийВсе мероприятия выполнены

Разработка и интеграция прототипа

  1. Разработка ферментного сенсора для электрохимической системы непрерывного мониторинга глюкозы на основе углеродного волокна.Выполнено: разработаны три подхода, включающие четыре методики создания ферментного сенсора для непрерывного мониторинга глюкозы.
  2. Тестирование аналитических характеристик сенсоров, изготовленных по трём подходам (четырём методикам): чувствительность, предел обнаружения, диапазон определяемых концентраций в модельных средах.Выполнено: составлена сводная таблица аналитических характеристик сенсора для каждой из четырёх разработанных методик.
  3. Разработка микроэлектрода сравнения для системы непрерывного мониторинга глюкозы. Выполнено: разработан микроэлектрод сравнения на основе углеродного волокна и хлоридсеребряной пасты с полимерной мембраной.
  4. Разработка прототипа трансмиттера. Выполнено: разработана архитектура трансмиттера на базе микроконтроллера Nordic nRF52840, создана прошивка и подготовлен план дальнейшей миниатюризации устройства.
  5. Разработка прототипа программного обеспечения, обеспечивающего передачу и приём данных о содержании глюкозы с CGM-системы на смартфон. Выполнено: разработано мобильное приложение для Android, обеспечивающее поиск и подключение к трансмиттеру по Bluetooth Low Energy (BLE), приём и отображение данных измерений. Реализована поддержка работы BLE-соединения в фоновом режиме.Скачать APK-файл приложения
  6. Сборка прототипа CGM-системы: сенсор (рабочий электрод), микроэлектрод сравнения, трансмиттер с установленным программным обеспечением.Выполнено: проведена полная сборка лабораторного прототипа CGM-системы.
  7. Тестирование прототипа в модельных аналогах реальной среды.Выполнено: проведено тестирование лабораторного прототипа CGM-системы в модельной среде в присутствии интерферентов.
  8. Создание сайта стартап-проекта.Выполнено: создан сайт, представляющий текущее состояние стартап-проекта.
Технологическая последовательность

Основные направления работ

Иллюстрации показывают конструкцию электродов, варианты модификации и концептуальную компоновку электроники. Нажмите на схему, чтобы рассмотреть детали.

01

Сенсор

Разработаны три подхода, включающие четыре методики многослойной модификации рабочего электрода на основе углеродного волокна.

Схема подходов к модификации рабочего электрода CGM-системы
Рис. 1 · Рабочий электродСхема вариантов модификации углеродного волокна: металлокомплексный медиатор, слой полидопамина и ферментное покрытие.Открыть изображение ↗

Материалы проекта подготовлены при поддержке Фонда содействия инновациям. Официальная символика размещена в блоке грантовой поддержки выше.

02

Микроэлектрод сравнения

Микроэлектрод сравнения на основе углеродного волокна, Ag/AgCl-покрытия и полимерной мембраны разработан.

Архитектура микроэлектрода сравнения в тёмном инженерном стиле
Рис. 2 · Электрод сравненияМногослойная конструкция: углеродное волокно, покрытие Ag/AgCl и защитная полимерная мембрана PEGDE/PEI.Открыть изображение ↗

Материалы проекта подготовлены при поддержке Фонда содействия инновациям. Официальная символика размещена в блоке грантовой поддержки выше.

03

Трансмиттер

Концептуальная разнесённая сборка миниатюризированного трансмиттера с основными габаритами и компонентами.

Разнесённая сборка трансмиттера CGM Rev.E2 с размерами и подписями
Рис. 3 · Разнесённая сборка трансмиттераСхема отражает компоновку корпуса, макета платы nRF52840 BLE, батарейки CR1220 и основные габаритные размеры устройства.Открыть изображение ↗

Материалы проекта подготовлены при поддержке Фонда содействия инновациям. Официальная символика размещена в блоке грантовой поддержки выше.

04

Сборка прототипа

Лабораторный прототип CGM-системы собран и испытан в модельной среде с интерферентами. Коллаж объединяет ключевые элементы системы: электроды, лабораторный трансмиттер, миниатюризированную модель корпуса и интерфейс мобильного приложения.

Электроды
Лабораторные прототипы рабочего электрода и микроэлектрода сравнения CGM-системы
Лабораторные прототипы электродовСлева — рабочий электрод; справа — микроэлектрод сравнения. Электроды изготовлены для лабораторного прототипа CGM-системы.
Лабораторный трансмиттер
Лабораторный прототип трансмиттера CGM-системы на макетной плате
Лабораторный прототип трансмиттераУстройство на макетной плате: микроконтроллер с BLE-модулем, аккумуляторное питание и тракт приёма сигнала сенсора.
3D-модель корпуса
3D-печатный макет корпуса миниатюризированного трансмиттера, виды сверху и сбоку
3D-печатный прототип корпусаВид сверху и сбоку. Макет миниатюрного корпуса демонстрирует разработанную геометрию и конструктивную компоновку.
Мобильное приложение
Интерфейс мобильного приложения CGM Monitor: данные мониторинга глюкозы и калибровки
Мобильное приложение CGM MonitorЭкран мониторинга: текущее значение глюкозы, состояние калибровки и график истории измерений.
Рис. 4 · Компоненты лабораторного прототипа CGM-системыЛабораторные электроды, макет трансмиттера, 3D-печатная модель корпуса и мобильное приложение CGM Monitor. Изображения представлены в едином стиле.

Материалы проекта подготовлены при поддержке Фонда содействия инновациям. Официальная символика размещена в блоке грантовой поддержки выше.

Примечание: 3D-компоновка трансмиттера является проектной визуализацией, а не фотографией изготовленной печатной платы. Фото лабораторных электродов визуально обработано.

Принцип работы

Технологическая схема CGM-системы

Два микроэлектрода в едином месте введения → трансмиттер Nordic nRF52840 → мобильное приложение по Bluetooth Low Energy.

Трёхблочная технологическая схема CGM: два параллельных электрода в одном месте введения в интерстициальной жидкости (рабочий электрод с углеродным волокном, комплексами металлов, глюкозооксидазой и мембраной; электрод сравнения с углеродным волокном, пастой Ag/AgCl и мембраной); обработка сигнала трансмиттером nRF52840; передача данных в приложение по BLE.
Сенсорный узел · Трансмиттер · Мобильное приложение Открыть в полном размере ↗

На смартфоне схему можно прокручивать влево и вправо.

Технологическая иллюстрация проекта, реализованного при поддержке Фонда содействия инновациям.

Техническое задание / лабораторный прототип

Требования к CGM-системе

Функциональные, технические и приёмочные требования приведены по утверждённому техническому заданию. Разрабатываемая система предназначена для исследований в модельных аналогах биологических жидкостей с передачей данных на мобильное устройство.

Скачать полное ТЗ (PDF)

Важно: ниже указаны заданные техническим заданием показатели и требования, а не перечень характеристик, автоматически подтверждённых испытаниями. Для оценки соответствия используются экспериментальные результаты и документация.

01 / ФУНКЦИИ

Назначение и функции системы

  • Электрохимическое определение концентрации глюкозы.
  • Непрерывный мониторинг концентрации глюкозы во времени.
  • Беспроводная передача данных.
  • Визуализация данных на мобильном устройстве.
  • Оповещения при выходе показателей за заданные пределы.
  • Хранение и анализ истории измерений.
02 / СИСТЕМНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

Работа интегрированного прототипа

  • Непрерывный мониторинг концентрации глюкозы.
  • Корректная работа всех модулей в составе интегрированного прототипа.
  • Стабильная передача данных между сенсором, трансмиттером и программным обеспечением.
  • Возможность калибровки и анализа данных.
03 / СЕНСОР

Электрохимический сенсор

Чувствительностьне менее 1 мкА·мМ⁻¹
Предел обнаруженияне более 1 мМ
Линейный диапазон0–20 мМ
Время отклика t90не более 1 минуты
Стабильная работа без деградациине менее 72 часов
Основауглеродное волокно
Материалыбиосовместимые
04 / ЭЛЕКТРОД СРАВНЕНИЯ

Микроэлектрод сравнения

  • Тип: миниатюрный электрод Ag/AgCl.
  • Стабильность потенциала в процессе длительных измерений.
  • Совместимость с электрохимическим сенсором.
05 / ЭЛЕКТРОНИКА

Трансмиттер

Беспроводная связьBluetooth версии не ниже 5.0
Автономностьне менее 7 суток
Материал корпусабиосовместимый
Толщина корпусане более 10 мм
Период измеренийодно измерение каждые 5 минут
06 / ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Мобильное приложение

  • Отображение уровня глюкозы в режиме реального времени.
  • Оповещения при выходе показателей за допустимый диапазон.
  • Поддержка Android с возможностью расширения на iOS.
  • Хранение истории измерений.
  • Простой и интуитивно понятный пользовательский интерфейс.
07 / ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ

Показатели развития проекта

  • Разработка лабораторного прототипа системы.
  • Минимизация габаритов и энергопотребления компонентов.
  • Использование доступных и технологически воспроизводимых материалов.
  • Формирование задела для масштабирования и коммерциализации.
  • Подготовка бизнес-плана дальнейшей реализации проекта.
08 / СТАДИИ РАЗРАБОТКИ

Предусмотренные работы

  • Разработка и оптимизация электрохимического сенсора.
  • Разработка микроэлектрода сравнения.
  • Разработка электронного трансмиттера.
  • Разработка программного обеспечения.
  • Сборка интегрированного прототипа CGM-системы.
  • Тестирование системы в модельных средах.
09 / КОНТРОЛЬ И ПРИЁМКА

Порядок проверки результатов

  • Электрохимические испытания сенсора.
  • Проверка стабильности работы системы.
  • Оценка корректности передачи и отображения данных.
  • Анализ соответствия характеристик требованиям ТЗ.
Условие приёмки по ТЗ

Достижение заданных функциональных и технических показателей и наличие технической документации, подтверждающей готовность к следующему этапу опытно-конструкторских работ.

Источник: техническое задание, разделы 3–7Вернуться к календарному плану ↑
Продолжить знакомство

Общая информация о проекте и юрлице

На следующей странице собраны описание проекта, сведения о компании и организационные данные.

О проекте ↗