焦　南

上海交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

本科生

1　概要描述

1.1　背景

結(jié)合我國的國情來看，醫(yī)患關(guān)系以及醫(yī)療效率很大程度上取決于診斷的準(zhǔn)確性和診斷的效率，目前的情況是，主要靠醫(yī)生結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)進(jìn)行第一階段的診斷，并結(jié)合各種各樣或大型或小型的醫(yī)療機(jī)械和進(jìn)一步的檢測手段來進(jìn)行醫(yī)療診斷。這種狀況會(huì)在很大程度上增加醫(yī)生的負(fù)荷，據(jù)相關(guān)資料顯示，在中國，每位醫(yī)生每天需要接待近百位病人，而在美國，這個(gè)數(shù)字大概為20。可見，提升診斷的效率和準(zhǔn)確率的重要性，基于此，結(jié)合相關(guān)的科學(xué)發(fā)展，我提出了關(guān)于診斷檢測片的科技預(yù)想。

1.2　性能及原理

這種設(shè)想中的診斷片是一種有非常多的傳感器的有機(jī)薄片，可以隨時(shí)檢測身體中的各種指標(biāo)，如血壓、血糖、血脂、溫度，以及血液中的其他蛋白等成分的濃度。為了制成這樣的診斷檢測片，需要將各種各樣微型而靈敏的傳感器以及一些抗體抗原集成在一個(gè)微型的有機(jī)芯片上，并且需要在這個(gè)芯片上集成一個(gè)微型的處理器，使其具有自主計(jì)算能力，在診斷芯片工作時(shí)，就會(huì)局部與相應(yīng)的檢測樣品結(jié)合，各個(gè)傳感器等會(huì)在樣品中尋找相關(guān)的受體并予以捕捉，就好比在一個(gè)微型試驗(yàn)臺(tái)上同時(shí)進(jìn)行著上千種微型實(shí)驗(yàn)，并轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，結(jié)合當(dāng)下的計(jì)算機(jī)科學(xué)，可以將病人的檢測結(jié)果直接輸出，一目了然。并且，有的疾病是多元性的，難以通過一個(gè)方面的檢測來判斷疾病的是否發(fā)生，但是通過診斷檢測片，就可以智能比對(duì)各種各樣的檢測數(shù)據(jù)以得出科學(xué)的結(jié)論，檢測的效率和速度大大提升。

這種診斷檢測片可分為兩種：第一種為普及型，它的特點(diǎn)是：價(jià)格低，診斷范圍有限，可用于日常家庭的儲(chǔ)備用?？紤]到很多的檢測仍然需要大型機(jī)械和很多專業(yè)的輔助操作來作為檢測支持，可利用此芯片直接測得病人的血壓、血糖、血脂、溫度以及一些相對(duì)較為容易檢測的病原體。

圖1　集成的各種微型生物檢測裝置^[1]

圖2　診斷芯片工作示意圖^[2]

第二種為專業(yè)型，這種診斷檢測片制作更為復(fù)雜，所需要的配套機(jī)械功能也必須要更加強(qiáng)大，如這個(gè)機(jī)械可以通過各種手段提取到病人的檢測樣品如尿液、便便、血液等，通過強(qiáng)大的檢測片的作用可以迅速地診斷出病人所患疾病。

2　技術(shù)難點(diǎn)分析及展望

2.1　技術(shù)難點(diǎn)分析

結(jié)合當(dāng)下的科技發(fā)展，目前發(fā)展處這樣的檢測芯片還是很難的，其技術(shù)難點(diǎn)有：

（1）芯片的基體材料需要具有超薄、無毒、抗拉、耐磨能與人體貼合等性能，目前這樣的材料還處于研制中。

（2）微型的生物傳感器還需要進(jìn)一步發(fā)展。

（3）生物檢測手段還需要進(jìn)一步完善和發(fā)展。

2.2　展望

當(dāng)我們的生物傳感器以及相關(guān)的集成技術(shù)發(fā)展到一定程度的時(shí)候，不但能夠制成診斷芯片，還能夠制作出各種各樣的監(jiān)測芯片，比如飼養(yǎng)動(dòng)物的狀況監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、工廠環(huán)境監(jiān)測等。這種高度集成的芯片將大大提升社會(huì)的生產(chǎn)效率。

【注釋】

[1]http://cn.capitalbio.com/cms/wwwroot/medicine/gxwm/jsbs/3190.shtml.

[2]http://blog.sina.com.cn/s/blog_538648430102v57o.html.