生物傳感器“即時檢測”還有多遠
http://www.moduwu.com 2015-03-17 16:19 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。
Apple Watch發布，最吸引眼球的賣點莫過于生物傳感器，那么生物傳感器的“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系統。所有這些元件組合起來才能成為標準化的生物傳感器。
生物傳感器的應用范圍已經涉及醫療診斷、食品毒性檢測、農業檢測、工業過程控制和環境污染控制等方面。其中，醫療診斷是目前最流行的應用領域，而醫療診斷中即時檢測是生物傳感器應用最多的領域。
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，復合年增長率為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。亞太地區由于醫療保險普及率的不斷擴大、人口基數大以及衛生保健系統的不斷升級，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面已經落后了許多，也許在服務應用層面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面的檢測。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合作研發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技術收集用戶的運動和方向數據，數據上傳到云端進行分析處理，最終通過手機App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于運輸藥物，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，面積只有藥膏般大小，能和智能手機整合進行糖尿病、肥胖癥和相關疾病的監控。
在生物傳感器整合3D技術和納米技術的推動下，更多的穿戴設備將被重新定義，不僅在物理形態上，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。（作者系北京奇云諾德信息科技有限公司創始人）
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