可以监测健康、细菌和污染物的芯片实验室
2017-06-19 23:22:13 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
据麦姆斯咨询报道，美国罗格斯大学（Rutgers）的工程师们发明了一种生物传感器技术，也被称为芯片实验室技术，它能应用于手持或可穿戴设备，来监测你的健康，以及有害细菌、病毒和污染物的暴露监测。
想象一下，你戴着一件可以持续分析汗水或血液的设备，它可以识别不同类型的生物标志物，例如，能够显示你可能患有乳腺癌或肺癌的蛋白质标志物。
据麦姆斯咨询报道，美国罗格斯大学（Rutgers）的工程师们发明了一种生物传感器技术，也被称为芯片实验室技术，它能应用于手持或可穿戴设备，来监测你的健康，以及有害细菌、病毒和污染物的暴露监测。
罗格斯大学新伯朗士威校区电子与计算机工程系助教Mehdi Javanmard表示，“芯片实验室技术在个性化医疗或个性化健康监测方面非常重要，我们的技术使真正的芯片实验室成为可能。我们开发的这款芯片实验室平台只有U盘大小，换而言之，它可以集成到Apple Watch或Fitbit上面。”
本项研究的第一作者Javanmard指出，该技术包括通过条形码进行身份识别的电子条形码微粒，可用于健康和疾病指标、细菌、病毒，以及空气和其它污染物的检测。
近几十年来，对生物标志物（健康和疾病的指标，例如蛋白质或DNA分子）的研究，揭示了人类疾病背后分子机制的复杂性。这凸显了同时测试体液中多种生物标志物的重要性。
“我们的生物标志物往往不足以确定特定疾病，因为各种类型的疾病，如心脏病、癌症和炎症具有异质性，”在工程学院工作的Javanmard评价道，“要想获得各种健康状况的精确诊断和精准管理，通常需要同时分析多个生物标志物。”
众所周知的生物标志物包括前列腺特异性抗原（prostate-specific antigen, PSA），一种由前列腺细胞生成的蛋白质标志物。根据美国国家癌症研究所（National Cancer Institute）的数据，患有前列腺癌的男性通常PSA水平都有所升高。人绒毛膜促性腺激素（human chorionic gonadotropin, hCG）是另一种常见的生物标志物，通常在家庭妊娠检测中进行测量。
Javanmard说道，庞大的光学仪器是最先进的检测和测量生物标志物的仪器，但是它们往往太大，因此无法集成到可穿戴或便携式设备中去。
电子检测微粒能够满足可穿戴设备所需的超紧凑仪器需求。罗格斯大学研究人员开发的条码粒子技术，首次实现了完全电子化，并且能够帮助生物传感器缩小到可穿戴手环或微芯片的尺寸。
Javanmard表示，该技术在识别生物标志物方面的准确率高达95%，团队还在进行微调，使其能够达到100%的准确度。研究团队也在致力于微生物的便携式检测研究，包括引起疾病的细菌和病毒。
Javanmard说道，“想象一下，通过一个小型设备就可以分析从洗手间或前门把手上采集来的样本，并检测流行性感冒或其它各种病毒颗粒；在餐厅订了一份沙拉，你就可以用这个工具来检测大肠杆菌或沙门氏菌。”
Javanmard说，预计这种小型分析设备将在未来两年内实现商业化，而健康监测和诊断设备则可能在未来五年内实现商业化。
该项研究的主要作者是来自Javanmard实验室的博士生Pengfei Xie，共同作者包括已从该实验室毕业的硕士研究生Xinnan Cao和实验室博士生Zhongtian Lin。
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