防患于未然！可植入生物传感器仅需利用体内血糖 就能监测并预防疾病

(图源：ScienceDaily)

华盛顿州立大学(Washington State University)的研究人员开发了一种可植入的生物燃料传感器，这种传感器以糖为动力，可以监测人体的生物信号，以检测、预防和诊断疾病。

由华盛顿州立大学电气工程与计算机科学学院助理教授Subhanshu Gupta领导的一个跨学科研究小组开发了一种独特的传感器，这种传感器在生物燃料电池的作用下，可以从体液中收集葡萄糖来运转。

研究小组已经证明了生物燃料电池与电子技术的独特结合，可以处理高灵敏度的生理和生化信号。

他们的研究成果最近发表在《IEEE电路与系统学报》上。

来自Gene and Linda学院的Su Ha和Alla Kostyukova教授领导了生物燃料电池的设计。

生物传感器是一种对生物物质敏感并将其浓度转换为电信号进行检测的仪器。是由固定化的生物敏感材料作识别元件(包括酶、抗体、抗原、微生物、细胞、组织、核酸等生物活性物质)、适当的理化换能器(如氧电极、光敏管、场效应管、压电晶体等等)及信号放大装置构成的分析工具或系统。

生物传感器技术具有选择性好、灵敏度高、分析速度快、成本低、高度自动化、微型化等特点，是一门由生物、化学、物理、医学、电子技术等多种学科互相渗透成长起来的高新技术。

在国民经济中的临床诊断、工业控制、食品和药物分析(包括生物药物研究开发)、环境保护以及生物技术、生物芯片等研究中都有着广泛的应用前景。

许多用于疾病检测的常用传感器要么是需要充电的手表，要么是戴在皮肤上的贴片，它们是表面的，无法嵌入。

WSU团队开发的传感器还可以消除在检测某些疾病(如糖尿病)时刺手指的需要。

Gupta说:“人体的体液中通过血糖或皮肤和口腔周围的乳酸盐携带大量的能量。使用生物燃料电池为使用身体作为潜在燃料打开了大门。”

传感器中的电子设备采用最先进的设计和制造，在高度敏感的情况下只消耗几微瓦的能量。

Gupta说，将这些电子元件与生物燃料电池相结合，比传统的电池驱动设备更有效率。

由于它依赖于人体的葡萄糖，传感器的电子元件可以无限供电。例如，传感器可以在皮肤下利用人体产生的糖来运行。

他说，与常用的锂离子电池不同的是，这种生物燃料电池是完全无毒的，这使得它作为人体植入物的前景更加光明。

它也比传统的生物燃料电池更加稳定和敏感。研究人员说，他们的传感器可以通过大规模生产，利用规模经济，廉价制造。

虽然这些传感器已经在实验室中进行了测试，但研究人员希望能在血液毛细血管中进行测试和演示，这需要监管部门的批准。

研究人员还在进一步改进和提高生物燃料电池的功率输出。

Gupta说:“这将生物燃料电池技术与我们先进的电子技术结合起来。”

“这是一段非常好的结合关系，可能会在未来的应用中发挥作用。”