生物傳感器在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用
中醫(yī)針炙傳感針
基于中醫(yī)針炙針的傳感針是以中醫(yī)針灸針為基體， 傳感人體微區(qū)中的溫度、pH值、氧分壓、多巴胺，Ca2+,K+,Na+等信息的新功能而得的一種特殊傳感針。
既能實(shí)時傳感出人體微區(qū)中各種生理、生化參數(shù)，并進(jìn)行人體微區(qū)的動態(tài)監(jiān)測，又能按中醫(yī)針刺的實(shí)施治病理療法。
傳感針是以普通針灸針(或根據(jù)應(yīng)用學(xué)科的具體外形要求用外直徑為0.3~ 0.4mm的空心不銹鋼竹)作為基體加工而成 的。
一般制備過程為:對針灸表面進(jìn)行清潔處理或用處理液浸泡；針尖上鍍相應(yīng)的合金和相應(yīng)參數(shù)的敏感膜，然后再覆蓋上有機(jī)高分子功 能保護(hù)的材料;針體鍍絕緣膜，使之有耐、提、插、捻、轉(zhuǎn)的機(jī)械作用，這一點(diǎn)是由它的傳感和治療雙重功能決定的;用戊二醛消毒液消毒;
根據(jù)不同的參數(shù)特性配上相應(yīng)的測量儀，進(jìn)行直接讀數(shù);在實(shí)驗(yàn)室 經(jīng)過反復(fù)浸泡、沖洗實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行動物實(shí)驗(yàn)，使它們的主要性能指標(biāo)(如線性范圍、響應(yīng)時間、分辨率、零點(diǎn)漂移、壽命等)達(dá)到要求標(biāo)準(zhǔn)。
目前己制成的有溫度傳感針、氧分壓傳感針、pH傳感針、Ca2+傳感針和多巴胺傳感針等。
此外，還可研制離了生物傳感針，如K+傳感針、N a+傳感針、中樞神經(jīng)遞質(zhì)傳感針、酶傳感針、抗體傳感針、受體傳感針、激素傳感針、DNA傳感針、RNA傳感針，并進(jìn)而研制多參數(shù)、微型化與智能化的傳感針。
生物芯片
國外正在開發(fā)半導(dǎo)體生物傳感器，它包括一個參考電極和一個PH值量子場效應(yīng)品體管感應(yīng)膜，膜上固定有酶和微生物，當(dāng)固定酶和微生物分別與待測物反應(yīng)時，PH值發(fā)生變化，那么輸出的電流或電壓就可測定，這就完成了對參加反應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)的定量分析。如果把這些信號同計(jì)算機(jī)輸人端聯(lián)接，按一定的軟件程序，那么，可開發(fā)生物模擬計(jì)算機(jī)。
醫(yī)用生物傳感器
隨著生物傳感技術(shù)的發(fā)展，在醫(yī)療器械范圍內(nèi)開辟出更多專業(yè)的領(lǐng)域。從病毒和疾病檢測到康復(fù)和藥物劑量等。以下的一些生物傳感器裝置，可能會在醫(yī)療領(lǐng)域產(chǎn)生巨大顯著的影響。
葡萄糖監(jiān)測
因?yàn)檠芯咳藛T尋求開發(fā)可穿戴式生物傳感器，可以通過皮膚上的汗水監(jiān)測患者的葡萄糖水平，生物傳感技術(shù)很可能成為糖尿病患者不同人生的制造者。
德克薩斯大學(xué)達(dá)拉斯分校已經(jīng)開發(fā)出一種大約25美分尺寸大小的傳感器，可以檢測汗液中的皮質(zhì)醇，并提供來自周圍汗液的實(shí)時數(shù)據(jù)（所顯示的）。
一種可以集成到微流控芯片中的光纖葡萄糖傳感器， 可以測量血糖水平的廉價便攜式設(shè)備。最近，我們看到了各種不同的技術(shù)，都是旨在提供一種較少侵入性的葡萄糖監(jiān)測方法，甚至紋身形式的傳感技術(shù)——所有需要做的就是扎一下手指頭，就結(jié)束了。有了這些新技術(shù)，這些傳感器的實(shí)體可能比以往任何時候都更接近我們。
檢測DNA突變
新的電石墨烯生物傳感器芯片可能是第一種被用作生物醫(yī)學(xué)植入物，可以實(shí)時讀取和檢測DNA突變的芯片。 一種廉價的生物傳感器技術(shù)，可以高分辨率檢測人類基因突變，并能把數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)揭苿釉O(shè)備上。
該技術(shù)可以引領(lǐng)全新一代的診斷方法和個性化治療，因?yàn)樯飩鞲衅餍酒捎糜谶M(jìn)行活檢和詳細(xì)的DNA測序。由于芯片連接到石墨烯晶體管，它使芯片能夠以電子方式運(yùn)行——使其成為第一個將動態(tài)DNA納米技術(shù)與高分辨率電子傳感相結(jié)合的產(chǎn)品。
疾病診斷
一種新的生物傳感器能夠檢測出與神經(jīng)退行性疾病以及幾種不同類型癌癥相關(guān)的特定分子。該裝置被設(shè)計(jì)為在與谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶接觸時反應(yīng)，谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶是一種與帕金森氏病、阿爾茨海默病、乳腺癌和其他疾病相關(guān)的酶。
該裝置是玻璃載片上的有機(jī)納米級晶體管，使用納米級系統(tǒng)識別特定分子，可以被用來快速和安全地診斷復(fù)雜疾病。
該裝置的便攜性和低成本使其適用于任何實(shí)際的生活環(huán)境中，并且可以經(jīng)過調(diào)整改進(jìn)用于檢測與不同疾病相關(guān)的其他物質(zhì)或分子。該團(tuán)隊(duì)最終計(jì)劃創(chuàng)建一個基于紙張的生物傳感器，盡可能的進(jìn)一步改善便攜性和成本費(fèi)用。
病毒檢測
生物感測技術(shù)可以在病毒檢測中發(fā)揮重要作用。 一種新的納米生物傳感器，可以在短短2至3小時內(nèi)檢測到各種不同的病毒。
傳統(tǒng)的測試方法可能需要一到三天才能完成，然而，這種新的生物傳感器使用增頻轉(zhuǎn)換發(fā)光共振能量轉(zhuǎn)移（LRET）用于液相系統(tǒng)中的超靈敏病毒檢測。
該技術(shù)的設(shè)計(jì)和操作簡單，并且不需要使用任何昂貴的設(shè)備或?qū)I(yè)技能。該技術(shù)還被設(shè)計(jì)用于識別幾乎任何已知的目標(biāo)病毒的基因序列。遲早，這個技術(shù)甚至可以經(jīng)過調(diào)整改進(jìn)用于在單個測試平臺上識別多種流感病毒。
藥物劑量
通過精確施藥引領(lǐng)新的個性化治療的發(fā)展， 一種新型的生物傳感芯片，一厘米大小的正方形設(shè)備包含了一個電路，一個控制單元和一個無線電傳輸模塊，一旦植入體內(nèi)后，允許芯片讀取信息，并跟大量的化合物做出反應(yīng)。
該芯片將允許醫(yī)生監(jiān)測藥物對新陳代謝系統(tǒng)影響的實(shí)時效果，這個成就可以引領(lǐng)全新一代的個性化治療和精確療法。 這個生物傳感芯片可以測量pH值，溫度和代謝相關(guān)分子如葡萄糖和膽固醇的。
腦損傷檢測
腦損傷已經(jīng)成為醫(yī)學(xué)世界中的一個重要問題，特別是在運(yùn)動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中。來自約翰霍普金斯大學(xué)（Johns Hopkins）的心臟病學(xué)專家和工程師一直想利用生物傳感技術(shù)，在發(fā)生嚴(yán)重的腦損傷時來警示提醒醫(yī)生，特別是在心臟手術(shù)中。兩組人合作開發(fā)了一種指甲大小的生物傳感器，可以檢測與腦損傷相關(guān)的特定蛋白質(zhì)。
作為心臟手術(shù)的結(jié)果，兒童往往很多時候會出現(xiàn)神經(jīng)發(fā)育的問題，最近的研究表明，多達(dá)40％的進(jìn)行心臟手術(shù)的嬰兒患者在核磁共振成像掃描（MRI）中出現(xiàn)腦部異常。
這個新的傳感器平臺經(jīng)過設(shè)計(jì)，可以識別作為腦損傷生物標(biāo)記的特定蛋白質(zhì)，并且最終可以在手術(shù)室外使用，為運(yùn)動員和事故受害者快速檢測和診斷腦損傷。
監(jiān)測康復(fù)患者
生物感應(yīng)技術(shù)用于使用輪椅或假肢的康復(fù)病人。研究人員計(jì)劃進(jìn)行各種不同的研究，利用生物傳感技術(shù)，以臨時紋身和智能手表的形式收集數(shù)據(jù)，并監(jiān)測具體康復(fù)設(shè)備和鍛煉的效果。
該研究將觀察患者在家里使用的反應(yīng)如何，以及如何應(yīng)對康復(fù)設(shè)備和鍛煉，以便開發(fā)能夠使用生物傳感器信息的軟件，支持那些選擇在家中進(jìn)行康復(fù)的患者。這個研究的目的是使用這些技術(shù)提供的信息來改善患者治療，以及改善家用康復(fù)設(shè)備的設(shè)計(jì)和功能。
