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信息來源：中國科學(xué)報(bào) 

    Apple Watch讓人們知道了生物傳感器，這種可以檢測生物敏感物質(zhì)的儀器，正在走進(jìn)我們的生活。在醫(yī)療等領(lǐng)域中傳感器靈敏、快速、準(zhǔn)確的特性受到熱捧。在不久的將來，人們或許能實(shí)現(xiàn)“即時(shí)檢測”。 

    Apple Watch發(fā)布，最吸引眼球的賣點(diǎn)莫過于生物傳感器，那么生物傳感器的“即時(shí)檢測”（POCT）到底離我們還有多遠(yuǎn)？

    全球熱捧 生物傳感器

    生物傳感器，簡單定義就是將生物敏感物質(zhì)的濃度轉(zhuǎn)換為電信號的一種檢測儀器。這些生物敏感物質(zhì)包括酶、抗體、抗原、微生物、細(xì)胞、組織、核酸等生物活性物質(zhì)。通常轉(zhuǎn)換成電信號需要適當(dāng)?shù)睦砘瘬Q能器，比如氧電極、光敏管、場效應(yīng)管、壓電晶體等。同時(shí)，還需要將信號放大的裝置和對應(yīng)的分析工具和系統(tǒng)。所有這些元件組合起來才能成為標(biāo)準(zhǔn)化的生物傳感器。

    生物傳感器的應(yīng)用范圍已經(jīng)涉及醫(yī)療診斷、食品毒性檢測、農(nóng)業(yè)檢測、工業(yè)過程控制和環(huán)境污染控制等方面。其中，醫(yī)療診斷是目前最流行的應(yīng)用領(lǐng)域，而醫(yī)療診斷中即時(shí)檢測是生物傳感器應(yīng)用最多的領(lǐng)域。

    根據(jù)2014年全球知名市場調(diào)研公司PMR發(fā)布的報(bào)告，2014年生物傳感器市場的市值為129億美元，預(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到225億美元，復(fù)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(yù)計(jì)到2020年將達(dá)到95億美元。亞太地區(qū)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，將成為增長最快的地區(qū)。

    目前，國外大企業(yè)已經(jīng)紛紛在這個(gè)產(chǎn)業(yè)布局，參與全球生物傳感器市場的包括雅培、西門子醫(yī)療、Nova Biomedical、拜耳、強(qiáng)生、美敦力、羅氏等企業(yè)。國內(nèi)企業(yè)在生物傳感器研發(fā)上面已經(jīng)落后了許多，也許在服務(wù)應(yīng)用層面上能通過互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的推動(dòng)實(shí)現(xiàn)“彎道超車”。

    在多年前美國化學(xué)學(xué)會召開的一個(gè)會議上，曾經(jīng)有科學(xué)家展示過DNA傳感器的應(yīng)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(biāo)DNA的存在轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓹z測的電信號的一種傳感裝置。這種靈敏、快速、準(zhǔn)確的傳感器非常適合醫(yī)學(xué)檢測，包括傳染性疾病、遺傳學(xué)疾病以及惡性腫瘤等疾病上面的檢測。在納米膜技術(shù)發(fā)展推動(dòng)下，DNA傳感器在“即時(shí)檢測”的應(yīng)用會越來越廣。

    跨界應(yīng)用已經(jīng)實(shí)現(xiàn)

    去年，美國知名時(shí)尚品牌Ralph Lauren和加拿大初創(chuàng)公司OMsignal合作研發(fā)出來一種帶有生物傳感器的智能短袖襯衣。這種智能衣物能夠通過生物傳感器和移動(dòng)技術(shù)收集用戶的運(yùn)動(dòng)和方向數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)上傳到云端進(jìn)行分析處理，最終通過手機(jī)App實(shí)現(xiàn)用戶端的可視化信息統(tǒng)計(jì)。

    目前穿戴設(shè)備產(chǎn)品在消費(fèi)者市場熱捧下，生物傳感器的跨界應(yīng)用會推動(dòng)消費(fèi)者慢慢地接受更多的穿戴產(chǎn)品“侵入”。

    傳感器的跨界應(yīng)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(yù)測，十年內(nèi)“即時(shí)檢測”的潮流會到來。生物傳感器的物理形態(tài)和應(yīng)用情景將實(shí)現(xiàn)個(gè)性化。

    未來十年，生物傳感器的發(fā)展不再是像智能手表或者健身手環(huán)那樣，而是通過3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的需求。

    近日，美國研究人員宣布開發(fā)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(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家創(chuàng)造了一個(gè)納米級別的“模孔蛋白”，這種碳納米管能在體內(nèi)用于運(yùn)輸藥物，作為新型的生物傳感器和DNA測序的應(yīng)用基礎(chǔ)。梅奧診所和無線傳感器公司Gentag日前也宣布，雙方計(jì)劃開發(fā)一次性的無線可穿戴貼片傳感器，面積只有藥膏般大小，能和智能手機(jī)整合進(jìn)行糖尿病、肥胖癥和相關(guān)疾病的監(jiān)控。

    在生物傳感器整合3D技術(shù)和納米技術(shù)的推動(dòng)下，更多的穿戴設(shè)備將被重新定義，不僅在物理形態(tài)上，而且在和人類身體無縫對接上面，更是帶給我們無限的想象空間。