电化学生物传感器用来医学检测前景如何?

最近在纠结要不要选这个研究方向


我研究生是免疫学专业的,导师做的是单抗和免疫检测方面工作,比较靠近产业,而为了发表论文,也做一些检测的新方法,其实看到别人的一些新方法新想法挺有趣的,因此我也入了坑,开发一些检测的新方法,也算是生物传感器的一个分支吧。

生物传感器较为传统的是用光学作为信号,例如胶体金试纸的红线;ELISA的吸光度;化学发光的冷发光;免疫荧光的发射光;电化学发光等等,这些都已经有稳定的产品了。近几年随着材料学的快速发展,纳米材料的许多特性也用于传感信号,等离子体;LSPR;拉曼光谱等等,我也开发了以这些特性为信号的新方法,灵敏度会很高,但是极其不稳定,所以仅限于发论文阶段,基本做不到产业化。当然我也做了一些检测传感设备,都是基于光学信号的,因为简单稳定。

我也做过电化学,因为我舍友是做电化学电池的,我就拿着我的生物原料想跟他合作开发电化学生物传感器,首先接触的是循环伏安法跟着一些论文重复,可以说,年中发的不少电化学检测的论文,基本有一半重复不出来,只有现象没有线性,做了一段时间后也没有做了,我总结一下,主要有两点我做不下去的,一是干扰严重,可能是我们的电化学工作站比较旧款,经常有不明信号;二是灵敏度虽然高,但极其不稳定,线性甚至差一到两个数量级。

所以我们可以看到,电化学生物传感器发展了这么多年,能产业化的产品少之又少,目前最成功的也只是血糖仪,因为它生物到电信号转化的步骤少,干扰少,如果用免疫反应或者适配体反应,多加一步干扰因素就多很多,导致这种方法的不稳定。

当然,如果是发论文,电化学生物传感器很容易发,现在也是大热,如果是想产业化,就要把电化学做稳定,另外一个就是芯片化,我当初设想过,传感器做成芯片外加小设备,通过USB插入手机,电信号转化为计算机语言得出结果,很适合POCT使用,后来发现已经有人做了,如果可以稳定,这个也是电化学的另一个发展趋势。


说来实在惭愧,我本是学生物工程本科毕业的,后误打误撞进了电化学生物传感器方向,电化学方向知识基本学渣,好在我校该方向更偏向于其生物传感器的“生物”方向,让我这生物背景的硕士学渣勉强毕业。

回答题主的话。

鄙人觉得电化学生物传感器还是很有潜力的,当然仍然道阻且长。

就生物医学检测方面,依然还是传统的生物检测更加普遍和实用,电化学生物传感器因其检测背景干扰较多,传感体系构建较为麻烦,同时精确度和重现性并不是十分理想。该方向在学术发表方面看似文章很多,但是多数却强调的是方法论,即如何构建体系,怎样放大检测信号提高灵敏度等角度。在实际运用中,可不需要这么高大上的检测策略或是什么所谓的多重放大手段。医学检测更需要的是高效准确的检测结果,而过程则是越经典越实用。(不是说新颖检测策略不好,只是经典的检测方法是经过时间考验的,投入新的方法论还是需要一些时间去实践的)

当然,说到医学检测,不能不提现如今更便民更贴近民生的家用医学检测。血糖仪便是现今商品话程度很高的电化学生物传感器的应用之一,这类家用便携式电化学医学检测仪器,因对精度要求不高,只需起到对指标的大致检测,了解身体指标的总体情况,可用作对身体指标的参考即可。除了血糖仪,还有胆固醇,甘油三酯,尿酸等等生物指标均可通过电化学手段进行检测,只是后者没有血糖仪的商品化程度高,但在未来一定可以成为家用医疗器械的很重要的一部分。

家用电化学生物传感器,已经有很多研发工作开始转向智能化,手机集成化方向。越来越犀利的手机可以为电化学生物传感器提高电压电流(特殊的APP控制),提供一定光(CCD摄像头),开放式的多种接口(USB,耳机接口),所以未来的家用电化学生物传感器可以做成手机的外部固件,使用手机作为检测主体,以APP形式做结果报告,并可实时上传云端,未来实现家用医疗数据库的云端同步。当然了,这些仍然还是处于概念阶段,国外好像已出现部分样机,国内暂无。

综上,总体而言,鄙人觉得电化学生物传感器在医学检测方向,虽然有一些弊端,道阻且长,但是不能否认其巨大潜力。

刚毕业的学酥,一家之言。说错的地方,请大牛指正。


对其他医学检验方面不熟,只就体外诊断医疗器械来说,目前光学+免疫更被看好,尤其是化学发光和电致化学发光+免疫方面,但是电化学传感器并不能说没有前途。


在学习血糖和心电方面的电化知识,希望有机会结交各位电化人士! 18930411291 王


从电化学原理上而言有个大坑 现阶段还是不如光学方法 大坑何时能补上 就不好说了 你懂得 电化学的干扰问题是其弊病之一 产业化受限 只有少数种类有产业化意义


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