http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 20:59:30 來源:中國科學報

圖為生物傳感器 圖片來源:百度圖片
十年內“即時檢測”的(de)潮(chao)流(liu)會(hui)到(dao)來(lai)。生(sheng)物(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)物(wu)理(li)形(xing)態(tai)和(he)應(ying)用(yong)情(qing)景(jing)將(jiang)實(shi)現(xian)個(ge)性(xing)化(hua)。未(wei)來(lai)十(shi)年(nian),生(sheng)物(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)發(fa)展(zhan)不(bu)再(zai)是(shi)像(xiang)智(zhi)能(neng)手(shou)表(biao)或(huo)者(zhe)健(jian)身(shen)手(shou)環(huan)那(na)樣(yang),而(er)是(shi)通(tong)過(guo)3D打印技術實現個性化的需求。
Apple Watch發布,最吸引眼球的賣點莫過於生物傳感器,那麼生物傳感器的“即時檢測”(POCT)到底離我們還有多遠?
生物傳感器全球熱捧
生物傳感器,簡單定義就是將生物敏感物質的濃度轉換為電信號的一種檢測儀器。這些生物敏感物質包括酶、抗體、抗原、微生物、細胞、組織、核酸等生物活性物質。通常轉換成電信號需要適當的理化換能器,比如氧電極、光敏管、場效應管、壓電晶體等。同時,還需要將信號放大的裝置和對應的分析工具和係統。所有這些元件組合起來才能成為標準化的生物傳感器。
生物傳感器的應用範圍已經涉及醫療診斷、食品毒性檢測、農業檢測、工(gong)業(ye)過(guo)程(cheng)控(kong)製(zhi)和(he)環(huan)境(jing)汙(wu)染(ran)控(kong)製(zhi)等(deng)方(fang)麵(mian)。其(qi)中(zhong),醫(yi)療(liao)診(zhen)斷(duan)是(shi)目(mu)前(qian)最(zui)流(liu)行(xing)的(de)應(ying)用(yong)領(ling)域(yu),而(er)醫(yi)療(liao)診(zhen)斷(duan)中(zhong)即(ji)時(shi)檢(jian)測(ce)是(shi)生(sheng)物(wu)傳(chuan)感(gan)器(qi)應(ying)用(yong)最(zui)多(duo)的(de)領(ling)域(yu)。
根據2014年全球知名市場調研公司PMR發布的報告,2014年生物傳感器市場的市值為129億美元,預計到2020年將達到225億美元,複合年增長率為9.7%。其中,北美是全球生物傳感器的最大市場,2014年市值57億美元,預計到2020年將達到95億美元。亞太地區由於醫療保險普及率的不斷擴大、人口基數大以及衛生保健係統的不斷升級,將成為增長最快的地區。
目前,國外大企業已經紛紛在這個產業布局,參與全球生物傳感器市場的包括雅培、西門子醫療、Nova Biomedical、拜耳、強生、美敦力、羅氏等企業。國內企業在生物傳感器研發上麵已經落後了許多,也許在服務應用層麵上能通過互聯網產業的推動實現“彎道超車”。
在多年前美國化學學會召開的一個會議上,曾經有科學家展示過DNA傳感器的應用場景。這種DNA傳感器也稱為基因傳感器,是生物傳感器的一種,能將目標DNA的存在轉變為可檢測的電信號的一種傳感裝置。這種靈敏、快速、準確的傳感器非常適合醫學檢測,包括傳染性疾病、遺傳學疾病以及惡性腫瘤等疾病上麵的檢測。在納米膜技術發展推動下,DNA傳感器在“即時檢測”的應用會越來越廣。
跨界應用已經實現
去年,美國知名時尚品牌Ralph Lauren和加拿大初創公司OMsignal合he作zuo研yan發fa出chu來lai一yi種zhong帶dai有you生sheng物wu傳chuan感gan器qi的de智zhi能neng短duan袖xiu襯chen衣yi。這zhe種zhong智zhi能neng衣yi物wu能neng夠gou通tong過guo生sheng物wu傳chuan感gan器qi和he移yi動dong技ji術shu收shou集ji用yong戶hu的de運yun動dong和he方fang向xiang數shu據ju,數shu據ju上shang傳chuan到dao雲yun端duan進jin行xing分fen析xi處chu理li,最zui終zhong通tong過guo手shou機jiApp實現用戶端的可視化信息統計。
目前穿戴設備產品在消費者市場熱捧下,生物傳感器的跨界應用會推動消費者慢慢地接受更多的穿戴產品“侵入”。
傳感器的跨界應用,對生物傳感器的需求能做到無縫切入,將是未來的趨勢。筆者預測,十年內“即時檢測”的潮流會到來。生物傳感器的物理形態和應用情景將實現個性化。
未來十年,生物傳感器的發展不再是像智能手表或者健身手環那樣,而是通過3D打印技術實現個性化的需求。
近日,美國研究人員宣布開發出一種3D打印的可植入血壓傳感器裝置。美國勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的科學家創造了一個納米級別的“模孔蛋白”,這種碳納米管能在體內用於運輸藥物,作為新型的生物傳感器和DNA測序的應用基礎。梅奧診所和無線傳感器公司Gentag日前也宣布,雙方計劃開發一次性的無線可穿戴貼片傳感器,麵積隻有藥膏般大小,能和智能手機整合進行糖尿病、肥胖症和相關疾病的監控。
在生物傳感器整合3Djishuhenamijishudetuidongxia,gengduodechuandaishebeijiangbeizhongxindingyi,bujinzaiwulixingtaishang,erqiezaiherenleishentiwufengduijieshangmian,gengshidaigeiwomenwuxiandexiangxiangkongjian。(作者係北京奇雲諾德信息科技有限公司創始人)