微型化诊断重大变革的缩影

检验之星

当今，诊断的微型化作为一个热门话题已经有一段时间了。但是，随着越来越多的设备从实验转入实践阶段，微型化并不是仅限于体积的缩小这个问题渐渐浮出水面。压缩包装，按比例将工具缩小使得研究者们陷入思考使用这种工具如何进行诊断以及这到底是用来做什么的窘境。2014年4月24日-25日在加州圣何塞市举办的AACC新兴临床和实验室诊断会议陈列了大量的微型化技术设备，这些设备在改善患者护理、合理化用药、以及可穿戴传感器方面具有极大的发展潜力。

合理配药传感器

一项基于适配子技术的生物传感器，只有显微镜片大小，具有使配药更加精准化的潜力。该微流体电化学探测器（MEDIC）能实时持续监视追踪体内血液循环内特殊药物的水平。

MEDIC可以在数小时内持续监视血液内药物浓度，目的在于根据个人情况定制用药，以达到有效用药减少药物毒性的作用。可以根据个人独特的体质单独确定给药量并改善生物反应。测量药物代谢动力学，使用精密的治疗窗口监视并管理药品。使用MEDIC可以管理医疗条件，管理需要持续输入的药品。

该设备依赖于沿着金电极排列的微流体室。寡核苷酸适配子合成的DNA链沿着每个电极延伸，通过附于其上的电化学报告因子识别分析物。当目标分子与适配子接触时，该链识别并捕获目标分子。该链一端的电子被带到适配子基部的电极上。电流信号的微小波动预示分子的存在。

芯片内的过滤器是利用扩散率的不同点，所以系统可使用全血工作。设计上另外一个重要部分是模块化。通过更换适配子探针，一台设备可测量许多不同的生物分子。未来设备的迭代更新会使实时同时测量多种分子成为可能。

可穿戴的生物传感器

一个用于皮肤PH监视的离子选择性表皮生物传感器。

ELetrozyme生产的印章式传感器像一个笑脸型的电子纹身，这个传感器是可穿戴的。传感器可以舒适得粘附在皮肤上，这类传感器可以将新陈代谢信息转化，对穿戴者的汗液化学成分进行定量并实时分析。

医疗和移动式保健应用对非侵入式检测平台有着潜在的诉求，并不仅仅用于监视和老年人护理。测量也可以辅助运动员及其运动训练。例如：设备测量皮肤的pH值或者作为训练时脱水以及肌肉疲劳-钠，氨基盐和乳酸盐的指示器。

该技术依赖两种关键的创新：非侵入式提取汗液内生物标志物的能力以及能够使用低耗费、广泛使用的材料和样式进行生物传感器的制造。

通过使用离子选择性电极（ISE），可采购的临时传导纹身纸和传统的厚膜制造技术，这种一次性传感器可以以非常合算的耗费进行大量生产。Eletrozyme的丝网印刷生物传感器能够高保真地进行电流，电压和电势测量并进行代谢物和电解质的电化学分析。该平台还可以应用于环境感应和安全监视。

这种电子纹身还可以进行艺术定制，定制各种有意思的形状。上图中笑脸的设计巧妙地将电极包含其中。笑脸的一只眼睛是分析物敏感ISE，另一只眼睛是组成电路的对照电极。

快速可测量型生物标志物面板

一种使用硅光电子学的诊断平台可以使用户同时分析多种蛋白质，DNA，或者单一样品中的多种生物标志物。多路技术对个体化用药的临床诊断具有吸引力。该过程快速、一步到位，可检测和量化体液以及组织活检样品内相关目标分子的水平。

通过利用硅微电子工业经济实用、技术成熟、制造力超强的优势，简化了诊断中任务更改的流程。凭借这一技术，可以制造成千上万的传感器。这样可以开发理想化的试验，广泛应用于临床诊断。

一次性盒式鬼硅光电子传感器。每块芯片可以检测来自同一样品的多种独特的生物标志物。

每块绝缘硅片芯片可以最多由128枚独立可寻址环形振荡光电子传感器组成。每个传感器可以在环形共振器内捕获并传播光线。线性波导激光通过环形共振器传导到光电探测器上，传感器移除全部来自波导的光线，在光电探测器接收的波长谱上生成一个刻痕。刻痕的波长因有机分子的不同而偏移。这些分子包括：蛋白质以及结合到环形共振器探针分子的核酸。

这个概念就好像一枚音叉，但对于这项技术来说，共振是光学的。波长偏移的量级直接与捕获材料的总数成正比。这就是对目标进行准确定量的方法。

这个通用的、可量测的平台可以为将多路复用试验转变为临床护理打开一扇门。

检验世界网编译