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前言

由于全球市場對生物傳感技術的需求不斷增長，這些創(chuàng)新的醫(yī)用生物傳感器技術可能會在醫(yī)療科技領域產(chǎn)生大的影響。

    由于對新技術需求的飛速增加，可以看到全球醫(yī)用生物傳感器技術市場繼續(xù)顯著增長。根據(jù)美國市場研究機構(gòu)Persistence Market Research的一份報告，最近的估計顯示，全球生物傳感技術市場市值在2020年可能達到220億美元，這在很大程度上要歸功于對定點照護技術需求的增加，以及慢性疾病的增多和整體健康意識的提升。

    隨著生物傳感技術的發(fā)展，變得越來越普遍，它們已經(jīng)開始在醫(yī)療器械范圍內(nèi)開辟出更多專業(yè)的領域。從病毒和疾病檢測到康復和藥物劑量，過去的每一年醫(yī)用生物傳感器做得越來越多。以下的一些生物傳感器裝置，可能會在醫(yī)療領域產(chǎn)生巨大顯著的影響。

葡萄糖監(jiān)測

因為研究人員尋求開發(fā)可穿戴式生物傳感器，可以通過皮膚上的汗水監(jiān)測患者的葡萄糖水平，在未來幾年，生物傳感技術很可能成為糖尿病患者不同人生的制造者。德克薩斯大學達拉斯分校已經(jīng)開發(fā)出一種大約25美分尺寸大小的傳感器，可以檢測汗液中的皮質(zhì)醇，并提供來自周圍汗液的實時數(shù)據(jù)（所顯示的）。

    同樣的，一組來自香港理工大學和中國浙江大學的研究人員正在努力開發(fā)一種可以集成到微流控芯片中的光纖葡萄糖傳感器，從而創(chuàng)造出一種可以測量血糖水平的廉價便攜式設備。最近，我們看到了各種不同的技術，都是旨在提供一種較少侵入性的葡萄糖監(jiān)測方法，甚至紋身形式的傳感技術——所有需要做的就是扎一下手指頭，就結(jié)束了。有了這些新技術，這些傳感器的實體可能比以往任何時候都更接近我們。

檢測DNA突變

新的電石墨烯生物傳感器芯片可能是種被用作生物醫(yī)學植入物，可以實時讀取和檢測DNA突變的芯片。來自加州大學圣地亞哥分校雅各布斯工程學院（Jacobs School of Engineering at UC San Diego）的研究人員正在開發(fā)一種廉價的生物傳感器技術，可以高分辨率檢測人類基因突變，并能把數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)揭苿釉O備上。

    該技術可以全新一代的診斷方法和個性化治療，因為生物傳感器芯片可用于進行活檢和詳細的DNA測序。由于芯片連接到石墨烯晶體管，它使芯片能夠以電子方式運行——使其成為將動態(tài)DNA納米技術與高分辨率電子傳感相結(jié)合的產(chǎn)品。

疾病診斷

巴西國家納米技術實驗室的研究人員開發(fā)了一種新的生物傳感器，能夠檢測出與神經(jīng)退行性疾病以及幾種不同類型癌癥相關的特定分子。該裝置被設計為在與谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶接觸時反應，谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶是一種與帕金森氏病、阿爾茨海默病、乳腺癌和其他疾病相關的酶。

該裝置是玻璃載片上的有機納米級晶體管，使用納米級系統(tǒng)識別特定分子，可以被用來快速和安全地診斷復雜疾病。該裝置的便攜性和低成本使其適用于任何實際的生活環(huán)境中，并且可以經(jīng)過調(diào)整改進用于檢測與不同疾病相關的其他物質(zhì)或分子。該團隊最終計劃創(chuàng)建一個基于紙張的生物傳感器，盡可能的進一步改善便攜性和成本費用。

病毒檢測

當說到診斷，生物感測技術可以在病毒檢測中發(fā)揮重要作用。來自中國香港理工大學的研究人員創(chuàng)造了一種新的納米生物傳感器，可以在短短2至3小時內(nèi)檢測到各種不同的病毒。

傳統(tǒng)的測試方法可能需要一到三天才能完成，然而，這種新的生物傳感器使用增頻轉(zhuǎn)換發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移（LRET）用于液相系統(tǒng)中的超靈敏病毒檢測。該技術的設計和操作簡單，并且不需要使用任何昂貴的設備或?qū)I(yè)技能。該技術還被設計用于識別幾乎任何已知的目標病毒的基因序列。遲早，這個技術甚至可以經(jīng)過調(diào)整改進用于在單個測試平臺上識別多種流感病毒。

藥物劑量

一種新的生物傳感芯片可以通過施藥新的個性化治療的發(fā)展，這一切都要歸功于來自瑞士洛桑研究所（Luasanne Research Institute）研究人員的努力。這個一厘米大小的正方形設備包含了一個電路，一個控制單元和一個無線電傳輸模塊，一旦植入體內(nèi)后，允許芯片讀取信息，并跟大量的化合物做出反應。

該芯片將允許醫(yī)生監(jiān)測藥物對新陳代謝系統(tǒng)影響的實時效果，這個成就可以全新一代的個性化治療和精確療法。該小組聲稱，這個生物傳感芯片將是可以測量pH值，溫度和代謝相關分子如葡萄糖和膽固醇的。到目前為止，該裝置只是在老鼠體內(nèi)做過測試，但結(jié)果是非常有前景和希望的。這個技術可能在2020年前在人體試驗中投入使用。

腦損傷檢測

由于研究人員一直在尋找新方法來診斷腦外傷，腦損傷已經(jīng)成為醫(yī)學世界中的一個重要問題，特別是在運動醫(yī)學領域中。來自約翰霍普金斯大學（Johns Hopkins）的心臟病學專家和工程師一直想利用生物傳感技術，在發(fā)生嚴重的腦損傷時來警示提醒醫(yī)生，特別是在心臟手術中。兩組人合作開發(fā)了一種指甲大小的生物傳感器，可以檢測與腦損傷相關的特定蛋白質(zhì)。

     作為心臟手術的結(jié)果，兒童往往很多時候會出現(xiàn)神經(jīng)發(fā)育的問題，最近的研究表明，多達40％的進行心臟手術的嬰兒患者在核磁共振成像掃描（MRI）中出現(xiàn)腦部異常。這個新的傳感器平臺經(jīng)過設計，可以識別作為腦損傷生物標記的特定蛋白質(zhì)，并且最終可以在手術室外使用，為運動員和事故受害者快速檢測和診斷腦損傷。

監(jiān)測康復患者

英國的一些大學正在合作設計和開發(fā)廉價，不引人注目的生物感應技術，可用于使用輪椅或假肢的康復病人。研究人員計劃進行各種不同的研究，利用生物傳感技術，以臨時紋身和智能手表的形式收集數(shù)據(jù)，并監(jiān)測具體康復設備和鍛煉的效果。

     該研究將觀察患者在家里使用的反應如何，以及如何應對康復設備和鍛煉，以便開發(fā)能夠使用生物傳感器信息的軟件，支持那些選擇在家中進行康復的患者。這個研究的目的是使用這些技術提供的信息來改善患者治療，以及改善家用康復設備的設計和功能。

                       以上內(nèi)容引用自  2016-12-20 Medtec China Medtec醫(yī)療器械設計與制造