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驚天發(fā)現(xiàn)!悉數(shù)那些足以顛覆未來的生物傳感器

發(fā)布時(shí)間:2014-12-18 責(zé)任編輯:echolady

【導(dǎo)讀】傳感器發(fā)展至今已經(jīng)遍布各個(gè)領(lǐng)域,傳感器技術(shù)領(lǐng)域的重要性值得互聯(lián)網(wǎng)長(zhǎng)夜這及投資方的關(guān)注。在可穿戴領(lǐng)域,傳感器技術(shù)更是發(fā)揮著其他元器件難以企及的作用。

根據(jù)全球知名市場(chǎng)調(diào)研公司PMR(Persistence Market Research)近日發(fā)布的一份新報(bào)告,未來6年,全球生物傳感器(biosensor)市場(chǎng)將經(jīng)歷快速增長(zhǎng),該市場(chǎng)2014市值為129億美元,到2020年將達(dá)到225億美元,復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)為9.7%。按地理劃分,北美是全球生物傳感器的最大市場(chǎng),2014年市值57億美元,預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到95億美元,預(yù)測(cè)期內(nèi)復(fù)合年增長(zhǎng)率(CAGR)為8.9%。而由于醫(yī)療保險(xiǎn)普及率的不斷擴(kuò)大、人口基數(shù)大以及衛(wèi)生保健系統(tǒng)的不斷升級(jí),亞太地區(qū)將成為增長(zhǎng)最快的地區(qū)。

甘肅省科學(xué)院傳感技術(shù)研究所研究小組認(rèn)為,未來傳感器將主要向五大方向發(fā)展:功能多樣化、小型化、智能化與集成化、三高一低及聯(lián)合其他技術(shù)發(fā)展。

(1)功能多樣化:未來的生物傳感器將進(jìn)一步涉及醫(yī)療保健、疾病診斷、食品檢測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、發(fā)酵工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域;

(2)小型化:隨著微電子機(jī)械系統(tǒng)技術(shù)和納米技術(shù)不斷深入到傳感技術(shù)領(lǐng)域,生物傳感器將趨于微型化,各種便攜式生物傳感器的出現(xiàn)使人們可在家中進(jìn)行疾病診斷,在市場(chǎng)上直接檢測(cè)食品成為可能;

(3)智能化與集成化:未來的生物傳感器與計(jì)算機(jī)結(jié)合更緊密,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)的自動(dòng)化系統(tǒng),隨著芯片技術(shù)越來越多地進(jìn)入生物傳感器領(lǐng)域,以芯片化為結(jié)構(gòu)特征的生物芯片系統(tǒng)將實(shí)現(xiàn)檢測(cè)過程的集成化、一體化;

(4)低成本、高靈敏度、高穩(wěn)定性和高壽命:生物傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步,必然要求不斷降低產(chǎn)品成本,提高靈敏度、穩(wěn)定性和延長(zhǎng)壽命。這些特性的改善也會(huì)加速生物傳感器市場(chǎng)化、商品化的進(jìn)程;

(5)生物傳感器將不斷與其他分析技術(shù)聯(lián)用,如流動(dòng)注射技術(shù)、色譜等,互相取長(zhǎng)補(bǔ)短。

以下為2014年國(guó)內(nèi)外生物傳感器新技術(shù):


2014年國(guó)內(nèi)外生物傳感器新技術(shù)大事記 
 
11月汗液實(shí)時(shí)檢測(cè)生物傳感器,(美國(guó))


由約書亞·韋德米勒(Joshua Windmiller)和賈瑞德·譚格尼(Jared Tangney)創(chuàng)辦的關(guān)注汗液數(shù)據(jù)分析的公司Electrozyme,研制出一款內(nèi)置生物傳感器的腕帶產(chǎn)品,它可以與用戶的皮膚表面進(jìn)行接觸并能從其汗液中讀取化學(xué)信息,然后展現(xiàn)出該用戶的身體在劇烈運(yùn)動(dòng)后會(huì)出現(xiàn)怎樣的反應(yīng)。

8月人工晶體的青光眼傳感器(美國(guó))

斯坦福大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種適用于人工晶體的青光眼傳感器。該傳感器連接外部智能手機(jī)和工作程序,貼在人體內(nèi)來測(cè)量眼球內(nèi)流體壓力,這是一種測(cè)試青光眼導(dǎo)致失明的方法。

7月利用唾液檢測(cè)血糖的新型傳感器(美國(guó))


布朗大學(xué)(Brown University)的科學(xué)家開發(fā)出一種針對(duì)糖尿病患者的新型傳感器,這種新型傳感器可以利用唾液而不是血液,來檢測(cè)血糖水平,新的傳感器由光源、金屬以及一個(gè)當(dāng)暴露于血糖,會(huì)改變顏色的特殊酶組成。

6月可幫鯰魚在黑暗中“視物”的傳感器

John Caprio及其同事研究出一種傳感器,這些傳感器可讓鯰魚感覺到它們獵物的“呼吸”,從而幫助鯰魚能在它們稱之為家的黑暗、渾濁的水中獵取食物。

監(jiān)測(cè)軍人健康狀況的皮膚生物傳感器(美國(guó))


美軍開發(fā)出一種被嵌入繃帶中的扁平狀電子芯片皮膚“生物傳感器”,旨在能對(duì)軍人汗液中的流動(dòng)物質(zhì)進(jìn)行跟蹤,以監(jiān)測(cè)他們的健康狀況,提升他們的表現(xiàn)。

新型傳感器蛋白分子有望降低血藥濃度監(jiān)測(cè)成本(瑞士) 

洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員引入了一種新型的光發(fā)射傳感器蛋白質(zhì),其可以通過改變光的顏色來快速揭示病人血液中的藥物含量,該方法非常簡(jiǎn)便,病人自己都可以輕松進(jìn)行操作。

克倫特羅(clenbuterol),俗稱“瘦肉精”,是一種強(qiáng)效選擇性β-激動(dòng)劑,可促進(jìn)骨骼肌中蛋白質(zhì)的合成,加強(qiáng)體內(nèi)脂肪的分解并抑制其合成。動(dòng)物食用后,可有效減少脂肪在體內(nèi)的沉積,提高酮體中瘦肉與脂肪的比率。人食用這類肉制品后,克倫特羅可將脂肪分解為游離脂肪酸進(jìn)入血液,引起血壓升高。中國(guó)科學(xué)院蘇州生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)研究所王弼陡課題組開發(fā)出一種新型的電化學(xué)傳感器用于對(duì)克倫特羅的特異性檢測(cè)。

基于DNA序列的新型納米傳感器或可助力癌癥療法研究(意大利)

由意大利羅馬第二大學(xué)等的研究人員通過研究利用DNA開發(fā)出了一種新型工具,其可以對(duì)癌癥細(xì)胞產(chǎn)生的化學(xué)變化進(jìn)行檢測(cè)并作出反應(yīng),這或許可以幫助將藥物成功運(yùn)送至腫瘤細(xì)胞進(jìn)行作用。

4月新的傳感器分子有助早期檢測(cè)癌癥(芬蘭)

Kari Rissanen教授研究小組發(fā)現(xiàn)一種新的水溶性熒光檢測(cè)系統(tǒng),新型檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)焦磷酸(PPi)極為敏感,焦磷酸鹽在能量轉(zhuǎn)導(dǎo),DNA復(fù)制和癌細(xì)胞失調(diào)的代謝過程中起關(guān)鍵作用。該發(fā)現(xiàn)可能導(dǎo)致早期檢測(cè)癌癥細(xì)胞方法的發(fā)展。

3月智能微型化電化學(xué)生物傳感器實(shí)現(xiàn)一步免疫分析檢測(cè)(中國(guó))


中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所物理生物學(xué)研究室研發(fā)了一種基于“氣泡”介導(dǎo)的電化學(xué)生物傳感器,解決了一步反應(yīng)完成免疫分析的關(guān)鍵技術(shù)問題,并實(shí)現(xiàn)了多種重要疾病標(biāo)志物的快速靈敏檢測(cè),有望為便攜式現(xiàn)場(chǎng)生化檢測(cè)提供新的手段。

柔性壓力傳感器使人造皮膚成為可能(中國(guó))

Wenlong Cheng及同事研發(fā)了由夾在兩個(gè)薄聚合物電極之間、嵌入了金納米線的棉紙構(gòu)成的一種柔性壓力傳感器。這種傳感器與迄今性能最好的傳感器一樣靈敏,同時(shí)還可用作麥克風(fēng)和用于監(jiān)測(cè)心率的應(yīng)用。這些傳感器使我們離實(shí)現(xiàn)包括柔性觸摸屏顯示器、人-機(jī)界面裝置和人造皮膚在內(nèi)的未來電子裝置更近了一步。

可穿戴柔性仿生納米傳感器研究獲進(jìn)展(中國(guó))

中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所研究員張珽帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開發(fā)出一種新型柔性可穿戴仿生觸覺傳感器——人造仿生電子皮膚,初步實(shí)現(xiàn)了語(yǔ)音識(shí)別和人體不同生理狀態(tài)的準(zhǔn)確檢測(cè)。

2月一次性尿布傳感器(日本)


東京大學(xué)教授染谷隆夫等人研發(fā)出一種一次性使用的傳感器。該款傳感器可以嵌入到嬰兒尿布里,當(dāng)尿布被尿濕需要更換尿布時(shí),傳感器將通過無線信號(hào)通知照看嬰兒的大人更換尿布。該傳感器還可以像膏藥一樣直接貼在皮膚上,以替代醫(yī)院里經(jīng)常使用的戒指狀的儀器,這些儀器常用來測(cè)知患者脈搏和血液含氧量。這款傳感器可以監(jiān)測(cè)濕度、壓力、溫度和其他會(huì)改變電阻的現(xiàn)象。

1月將柔性傳感器轉(zhuǎn)移到生物組織表面(瑞士)

Giovanni Salvatore和他的研究小組研發(fā)出一種將很薄的柔性、透明電子器件轉(zhuǎn)移到幾乎任何表面上的一種方法。器件甚至還能被包裹在一根人發(fā)周圍同時(shí)繼續(xù)發(fā)揮功能。再加上生物兼容性,這一成果為有可能用于健康監(jiān)測(cè)的智能隱形眼鏡提供了新的可能性。

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