用于檢測唾液生物標(biāo)記的生物傳感器

        用于檢測唾液生物標(biāo)記的生物傳感器的智能設(shè)計

        (1)以印刷技術(shù)為基礎(chǔ)的唾液生物標(biāo)志物檢測傳感器隨著現(xiàn)代技術(shù)和印刷設(shè)備的發(fā)展，印刷技術(shù)已廣泛應(yīng)用于生物傳感領(lǐng)域。該工藝簡單，成本低，可大量生產(chǎn)平面電極或柔性電極。

生物傳感器的小型化和便攜是通過在硬或柔軟基上印刷聚合物、導(dǎo)體或半導(dǎo)體、紙、布等傳感材料來打印的。以絲網(wǎng)印刷、噴墨印刷為基礎(chǔ)的平面?zhèn)鞲衅骱腿嵝詡鞲衅?，也為隨后的智能元件集成提供了更大的空間。

        基于微流控芯片的唾液生物傳感器微流控技術(shù)是一種利用數(shù)十微米至幾百微米的微管對微流體進(jìn)行處理或操縱的技術(shù)，它可將生物、化學(xué)、醫(yī)學(xué)分析中的樣品制備、反應(yīng)、分離、檢測等基本操作單元整合為一個微型芯片，自動完成整個分析過程。微流體芯片因其體積小、樣品、試劑用量少、處理效率高、使用方便、一次性使用等特點(diǎn)，在唾液生物標(biāo)記物檢測方面展現(xiàn)了巨大的潛力。而紙基微流控器件由于其制備工藝簡單、操作簡便而受到廣泛關(guān)注?；谟袡C(jī)薄膜晶體管的唾液生物傳感器有機(jī)薄膜晶體管由三個電極(源極、柵極和漏極和有機(jī)半導(dǎo)體材料組成。通過調(diào)節(jié)柵壓，可控制有機(jī)半導(dǎo)體中的電荷載流子密度，從而調(diào)制源極與漏極之間的電流。生物識別元件和被分析物之間的反應(yīng)信號會顯著地放大，并且把它們轉(zhuǎn)化成電信號。因?yàn)橛袡C(jī)薄膜晶體管具有較好的柔性、低消耗、低成本、制作簡單等優(yōu)點(diǎn)，在復(fù)雜的生理基質(zhì)，包括唾液中的生物標(biāo)記物有很好的應(yīng)用前景。

        (4)唾液生物傳感器紙以其良好的滲透性、親水性、反應(yīng)性、生物相容性和彈性等特點(diǎn)，在傳感器領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。紙基比色傳感器的原理是：紙條上的比色劑與目標(biāo)分析物反應(yīng)，造成紙條顏色變化。分析色度通過比色分析來確定分析物的濃度。紙基感應(yīng)器具有便攜、成本低、一次性等優(yōu)點(diǎn)，滿足了日常護(hù)理監(jiān)控的需要。此外，紙張基色敏元件還可以與智能手機(jī)的攝像頭組合，實(shí)現(xiàn)方便快捷的唾液檢測。

        (5)其他的自行設(shè)計的唾液生物傳感器，除了上述幾種唾液生物傳感器之外，還有一些自己設(shè)計和通過不同技術(shù)制造的生物傳感器。在智能傳感元件設(shè)計上，使其更小、更靈活，并可裝入多種傳感器系統(tǒng)。這種智能設(shè)計使得傳感器具有微型化、可穿戴、多路探測等諸多特點(diǎn)。

        唾液生物標(biāo)志物智能檢測裝置：

        (1)護(hù)齒套集成在護(hù)齒套上的智能傳感器件護(hù)齒套傳感器由電化學(xué)敏感電極與護(hù)齒套粘接而成，此生物裝置最突出的特點(diǎn)是可穿戴性和能實(shí)現(xiàn)口腔環(huán)境中唾液生物標(biāo)志物的實(shí)時監(jiān)測，從而反映佩戴者的實(shí)時身體狀況。盡管已有學(xué)者直接結(jié)合使用電極和護(hù)齒套來進(jìn)行唾液檢測，但這些工作仍需通過導(dǎo)線連接到體積較大的分析設(shè)備，從而限制了護(hù)齒傳感器的實(shí)際應(yīng)用。為此，本文總結(jié)并比較了幾種可單獨(dú)使用的便攜可穿戴生物裝置，包括護(hù)齒套傳感器。它不僅體積小、重量輕，還具有無線數(shù)據(jù)傳輸、微處理器等功能。可穿戴生物裝置是一種新型的唾液傳感器檢測技術(shù)。

        (2)基于智能手機(jī)的傳感器件，智能手機(jī)的普及已經(jīng)徹底改變了我們的日常生活。同時，它對生物傳感器的發(fā)展也有著重要的影響。智能機(jī)強(qiáng)大的計算功能可用于數(shù)據(jù)分析；其高像素攝像頭可作為檢測設(shè)備識別信號輸出；智能手機(jī)的小型USB接口、藍(lán)牙、Wi-Fi或近場通訊功能使其可用作數(shù)據(jù)傳輸?shù)亩丝?。本文對智能手機(jī)唾液生物傳感器進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。它作為高度集成的傳感器部件，代表了當(dāng)今較為先進(jìn)的唾液檢測傳感器件。近年來用于唾液生物標(biāo)記檢測的智能生物傳感器和生物器件。傳感器主要包括印刷技術(shù)、微流體芯片、有機(jī)薄膜晶體管和比色紙，以及自行設(shè)計的柔性或平面生物傳感器。另外，還著重介紹了集成護(hù)齒和智能手機(jī)的生物器件。這種智能設(shè)計的生物傳感器和智能器件的顯著特點(diǎn)是其攜帶方便、靈活、多功能、易操作等特點(diǎn)，能夠?qū)崟r、快速地檢測到生物標(biāo)記物在唾液中的含量。這種智能設(shè)計的生物傳感器和智能設(shè)備在臨床護(hù)理點(diǎn)檢測中顯示出巨大的潛力，同時，它們作為一種新興的健康監(jiān)測手段，也為慢性病自我管理提供了很好的解決方案。通過智能手機(jī)及無線傳輸元件與唾液生物傳感器的結(jié)合，用戶也可將檢測數(shù)據(jù)上傳至網(wǎng)絡(luò)，從而實(shí)現(xiàn)醫(yī)生對遠(yuǎn)程醫(yī)療狀況的快速評估。在此基礎(chǔ)上，提出了一種智能生物傳感器及檢測唾液中新冠肺炎病毒的裝置，為新冠肺炎的快速診斷提供了新的方法。