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2014年那些颠覆性的生物传感器
 
更新时间:2014.12.17 浏览次数:
 

  传感器领域的技术发展直接影响到移动医疗的产品迭代,成本控制及用户体验,因而值得互联网医疗创业者与投资方密切关注。尤其在可穿戴设备领域,更直接影响数据采集端的采集能力。

  根据全球知名市场调研企业PMR(Persistence Market Research)近日发布的一份新报告,未来6年,全球生物传感器(biosensor)市场将经历快速增长,该市场2014市值为129亿美金,到2020年将达到225亿美金,复合年增长率(CAGR)为9.7%。按地理划分,北美是全球生物传感器的最大市场,2014年市值57亿美金,预计到2020年将达到95亿美金,预测期内复合年增长率(CAGR)为8.9%。而由于医疗保险普及率的不断扩大、人口基数大以及卫生保健系统的不断升级,亚太地区将成为增长最快的地区。

  甘肃省科学院传感技术研究所研究小组认为,未来传感器将主要向五大方向发展:功能多样化、小型化、智能化与集成化、三高一低及联合其他技术发展。

  1)功能多样化:未来的生物传感器将进一步涉及医疗保健、疾病诊断、食品检测、环境监测、发酵工业等各个领域;

  2)小型化:随着微电子机械系统技术和纳米技术不断深入到传感技术领域,生物传感器将趋于微型化,各种便携式生物传感器的出现使人们可在家中进行疾病诊断,在市场上直接检测食品成为可能;

  3)智能化与集成化:未来的生物传感器与计算机结合更紧密,实现检测的自动化系统,随着芯片技术越来越多地进入生物传感器领域,以芯片化为结构特征的生物芯片系统将实现检测过程的集成化、一体化;

  4)低成本、高灵敏度、高稳定性和高寿命:生物传感器技术的不断进步,必然要求不断降低产品成本,提高灵敏度、稳定性和延长寿命。这些特性的改善也会加速生物传感器市场化、商品化的进程;

  5)生物传感器将不断与其他分析技术联用,如流动注射技术、色谱等,互相取长补短。

  以下为2014年国内外生物传感器新技术:

  2014年国内外生物传感器新技术大事记

  11月汗液实时检测生物传感器,(美国)

  由约书亚·韦德米勒(Joshua Windmiller)和贾瑞德·谭格尼(Jared Tangney)创办的关注汗液数据分析的企业Electrozyme,研制出一款内置生物传感器的腕带产品,它可以与用户的皮肤表面进行接触并能从其汗液中读取化学信息,然后展现出该用户的身体在剧烈运动后会出现怎样的反应。

  8月人工晶体的青光眼传感器(美国)

  斯坦福大学的研究团队开发出一种适用于人工晶体的青光眼传感器。该传感器连接外部智能手机和工作程序,贴在人体内来测量眼球内流体压力,这是一种测试青光眼导致失明的方法。

  7月利用唾液检测血糖的新型传感器(美国)

  布朗大学(Brown University)的科学家开发出一种针对糖尿病患者的新型传感器,这种新型传感器可以利用唾液而不是血液,来检测血糖水平,新的传感器由光源、金属以及一个当暴露于血糖,会改变颜色的特殊酶组成。

  6月可帮鲶鱼在黑暗中“视物”的传感器

  John Caprio及其同事研究出一种传感器,这些传感器可让鲶鱼感觉到它们猎物的“呼吸”,从而帮助鲶鱼能在它们称之为家的黑暗、浑浊的水中猎取食物。

  监测军人健康状况的皮肤生物传感器(美国)

  美军开发出一种被嵌入绷带中的扁平状电子芯片皮肤“生物传感器”,旨在能对军人汗液中的流动物质进行跟踪,以监测他们的健康状况,提升他们的表现。

  新型传感器蛋白分子有望降低血药浓度监测成本(瑞士)

  洛桑联邦理工学院的研究人员引入了一种新型的光发射传感器蛋白质,其可以通过改变光的颜色来快速揭示病人血液中的药物含量,该方法非常简便,病人自己都可以轻松进行操作。

  克伦特罗(clenbuterol),俗称“瘦肉精”,是一种强效选择性β-激动剂,可促进骨骼肌中蛋白质的合成,加强体内脂肪的分解并抑制其合成。动物食用后,可有效减少脂肪在体内的沉积,提高酮体中瘦肉与脂肪的比率。人食用这类肉制品后,克伦特罗可将脂肪分解为游离脂肪酸进入血液,引起血压升高。中国科学院苏州生物医学工程技术研究所王弼陡课题组开发出一种新型的电化学传感器用于对克伦特罗的特异性检测。

  基于DNA序列的新型纳米传感器或可助力癌症疗法研究(意大利)

  由意大利罗马第二大学等的研究人员通过研究利用DNA开发出了一种新型工具,其可以对癌症细胞产生的化学变化进行检测并作出反应,这或许可以帮助将药物成功运送至肿瘤细胞进行作用。

  4月新的传感器分子有助早期检测癌症(芬兰)

  Kari Rissanen教授研究小组发现一种新的水溶性荧光检测系统,新型检测系统对焦磷酸(PPi)极为敏感,焦磷酸盐在能量转导,DNA复制和癌细胞失调的代谢过程中起关键作用。该发现可能导致早期检测癌症细胞方法的发展。

  3月智能微型化电化学生物传感器实现一步免疫分析检测(中国)

  中国科学院上海应用物理研究所物理生物学研究室研发了一种基于“气泡”介导的电化学生物传感器,解决了一步反应完成免疫分析的关键技术问题,并实现了多种重要疾病标志物的快速灵敏检测,有望为便携式现场生化检测提供新的手段。

  柔性压力传感器使人造皮肤成为可能(中国)

  Wenlong Cheng及同事研发了由夹在两个薄聚合物电极之间、嵌入了金纳米线的棉纸构成的一种柔性压力传感器。这种传感器与迄今性能最好的传感器一样灵敏,同时还可用作麦克风和用于监测心率的应用。这些传感器使大家离实现包括柔性触摸屏显示器、人-机界面装置和人造皮肤在内的未来电子装置更近了一步。

  可穿戴柔性仿生纳米传感器研究获进展(中国)

  中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所研究员张珽带领团队开发出一种新型柔性可穿戴仿生触觉传感器——人造仿生电子皮肤,初步实现了语音识别和人体不同生理状态的准确检测。

  2月一次性尿布传感器(日本)

  东京大学教授染谷隆夫等人研发出一种一次性使用的传感器。该款传感器可以嵌入到婴儿尿布里,当尿布被尿湿需要更换尿布时,传感器将通过无线信号通知照看婴儿的大人更换尿布。该传感器还可以像膏药一样直接贴在皮肤上,以替代医院里经常使用的戒指状的仪器,这些仪器常用来测知患者脉搏和血液含氧量。这款传感器可以监测湿度、压力、温度和其他会改变电阻的现象。

  1月将柔性传感器转移到生物组织表面(瑞士)

  Giovanni Salvatore和他的研究小组研发出一种将很薄的柔性、透明电子器件转移到几乎任何表面上的一种方法。器件甚至还能被包裹在一根人发周围同时继续发挥功能。再加上生物兼容性,这一成果为有可能用于健康监测的智能隐形眼镜提供了新的可能性。

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