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我所在智能手机生物传感器领域获得新进展

  2016-06-02 16:01:00  
  生物传感器和可穿戴设备课题组王毅研究员等在期刊Analyst(IF=4.11)发表了论文:Smartphone spectrometer for colorimetric biosensing. 

论文的链接:http://pubs.rsc.org/is/content/articlelanding/2016/an/c5an02508g#!divAbstract

智能手机生物传感器装置图以及手机LED用光谱仪测得的光谱图和手机相机测得的光谱图

  创新点:本工作在智能手机上开发了生物传感器,利用智能手机本身的LED闪光灯作为灯源,手机相机作为检测器,实现智能手机光谱仪,并应用于生物传感器。该智能手机光谱仪具有比传统酶标仪体积小,价格低并灵敏度高的特点。为生物传感器微型化和可穿戴应用上奠定了基础和应用前景。

  解决的问题/结论:近年来,随着生物科学、信息科学和材料科学的发展,生物传感器在化学工艺、环境监测、食品工程、临床医学、军事及家庭医疗等方面得到了深度重视和广泛应用。但目前,生物传感器的广泛应用仍面临困难和挑战,其中包括开发微型便携式生物传感器。目前,常用的医疗诊断、食品监测等检测方法包括酶标记免疫分析、聚合酶链反应、质谱、电化学免疫分析等。这些方法虽然可以达到较高的灵敏度,但需要大中型仪器设备且检测过程繁琐,甚至部分要求配备优越的医疗配套设施和训练良好的工作人员。而对于设备差、医疗条件简陋的地区和发展中国家,具备便携低廉的传感器用于医疗诊断、环境监测和食品营养等检查具有举足轻重的意义。即使在发达国家,检测成本和时间也是急需考虑的问题。因此,低成本、高灵敏、简易便携的生物传感器依然是目前亟待开发的设备。本团队则希望能将智能手机替代大型贵重的仪器,并实现类似的功能。而目前,智能手机具有高分辨率的摄像头和触摸屏,强大的CPU数据存储和处理能力以及移动联网的优势,是用于生物传感器的优越选择,而且更容易推广到大量的手机用户上。此外,智能手机可以通过互联网将健康数据同步于云端数据库,也可以选择性地跟家人、朋友和医生共享,从而实现对健康状况的实时监测,做到提前预防和及时治疗的作用。本团队在智能手机上开发了生物传感器,其传感器体积微小,但在功能上比传统的酶标仪灵敏度高一倍。此外本团队成功将该传感器用于血糖检测,并结合纳米技术实现血液中心肌肌钙蛋白的测试,后者是心肌梗塞的生物标记物。该研究成果为可穿戴生物传感器的开发奠定基础。