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谈生物电子“风口”的商业化趋势

导读: 未来生物电子领域发展的两个趋势也会到来:1. 生物传感器相关设备的小型化;2. 生物信息相关数据服务的专业化。

在美国旧金山的杜比实验室里面,有一间精心设计的隔音客厅,被邀请的受访者需要佩戴一顶挂满金属纽扣的皮帽,坐在皮革沙发上面,手腕上也被套上一个类似Apple Watch的穿戴设备。整个氛围充满了黑科技的气息。

生物电子的“风口时代”

这是一顶带有64通道的EEG帽,上面嵌入的是能够测量大脑神经元产生的电活动的生物传感器,手腕上佩戴的实际上是一个能够测量心率和皮肤电反应的跟踪仪。事实上,房间中还架设了热成像相机,能够即时观察受访者的皮肤温度变化。除此以外,受访者的指尖还带有一个能够测量脉搏血氧的小型设备。

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这间完整的生物物理实验室,是2015年的时候由杜比实验室构思策划建立的,负责该项目的首席科学家Poppy Crum对外宣布其目的是为了更好的理解人类对视频和音频体验。事实上在2012年,该团队就已经开始研究人类对视频和音频的生理反应。

杜比实验室并不是第一家采用这些先进的生物传感器来研究人机互动技术的公司。美国Electrozyme公司研制出一款内置生物传感器的腕带,能够直接读取皮肤表面渗透出来的汗液内化学信息数据,通过内置的算法和处理器采集和分析人类身体在剧烈运动过程的反应;布朗大学的科学家开发出一种新型传感器,能够利用人体唾液而不是血液来检测血糖水平,真正做到无创级别的血糖监测;美军在2014年开发出一种嵌入绷带中的生物传感器,能对军人汗液中的流动物质进行跟踪,从而监测健康状况来提升作战时的表现;意大利的科学家们利用DNA开发了一种传感器,可以对癌症细胞产生的化学变化进行检测并作出反应,从而帮助将药物成功运送进肿瘤细胞进行治疗作用。

生物电子时代的“发动机”

根据全球知名市场调研公司PMR(Persistence Market Research) 发布的一份新报告,未来6年,全球生物传感器 (biosensor) 市场将经历快速增长,该市场2014市值为129亿美元,到2020年将达到225亿美元,复合年增长率 (CAGR) 为9.7%。按地理划分,北美是全球生物传感器的最大市场,2014年市值57亿美元,预计到2020年将达到95亿美元,预测期内复合年增长率 (CAGR) 为8.9%。而由于医疗保险普及率的不断扩大、人口基数大以及卫生保健系统的不断升级,亚太地区将成为增长最快的地区。

多年前美国化学协会召开的一个会议上面,曾经有科学家展示过DNA传感器的应用场景。这种DNA传感器也称为基因传感器,是生物传感器的一种,能将目标DNA的存在转变为可检测的电信号的一种传感装置。这种灵敏快速准确的传感器非常适合医学检测,包括传染性疾病、遗传学疾病以及恶性肿瘤等疾病上面的检测。在纳米膜技术发展推动下,DNA传感器在“即时检测”的应用会越来越广。

传感器的跨界应用,对生物传感器的需求能做到无缝切入,将是未来的趋势。未来十年内“即时检测”的潮流会到来。生物传感器的物理形态和应用情景将实现个性化。生物传感器的发展,不再是像智能手表或者健身手环那样,而是通过3D打印技术实现个性化的需求。近日,美国研究人员宣布开发出一种3D打印的可植入血压传感器装置。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家创造了一个纳米级别的“模孔蛋白”,这种碳纳米管能在体内用于运输药物,作为新型的生物传感器和DNA测序的应用基础。梅奥诊所和无线传感器公司Gentag日前也宣布,双方计划开发一次性的无线可穿戴贴片传感器,面积只有药膏般大小,能和智能手机整合进行糖尿病、肥胖症和相关疾病的监控。

随着生物传感器整合3D技术和纳米技术推动下,更多的穿戴设备将被重新定义,不仅在物理形态上,而且在和人类身体无缝对接上面,更是带给我们无限的想象空间。

正是生物传感器技术的发展,推动了生物电子学领域的“风口”到来。

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