生物传感器在现代医学模式中的应用(3)

　　"健康小屋"可实现心血管疾病、动脉硬化、高血压、糖尿病、骨质疏松、肺功能疾病及精神压力慢性疾病等的筛查，是确定高危人群、对指标异常的居民及时进行健康干预的依据。健康小屋是通过在乡镇/社区卫生服务站/中心建立系统、全面的健康自测体检体系，为居民/患者及社区医生提供系统、专业的培训，以此来提高辖区卫生服务质量，完善社区/乡镇疾病管理体系，为社区预防疾病防治事业提供有力的支持和保障，做到"早预防、早诊断、早治疗"，将疾病消灭在萌芽状态，并将对百姓的健康管理带向多样化、全面化、系统化、个性化及信息化方向发展。通过健康小屋来实施自助式健康体检，将神秘的高端诊断仪器操作变成了由受检者选择性参与的过程，为进一步的医学体检提供前期预检，也可为临床诊断提供相关参考依据，为慢性病的研究、干预和结果自评价提供更新的工作平台，改变居民的超前就医观念或理念，彰显了健康服务以人为本的医疗卫生服务理念。而且，高效的（自助式）体检速度和自助模式极大地降低了仪器的使用成本和诊断成本。

　　在未来，老年人慢性疾病的监护将不再放置在医院之中，全自动化的护理床和护理机器人将完成日常的护理工作。"自动化护理床"将帮助老人进行日常的起卧、翻身，进行呼吸、脉搏、心跳等生命特征的监测，遇到危险时也可以进行强信号报警，并可以将报警信号传输至家人以及社区卫生院或抢救小组。护理机器人将完成按时给药、注射及取药等任务，社区中心将根据云端数据配药发放。如果有了这些生物传感器的日常监测，就不会错过这样的好时机，疾病治愈的概率将大大提升，在健康诊断的帮助下人的寿命也会不断延长。

　　7生物传感器与慢性病早期预防及检测

　　高血压、高血脂、冠心病及脑中风等都是中老年人易患的疾病，特别是现代社会饮食的不合理更易引发这类疾病，该病对身体的损害是隐匿的、逐渐发展的、进行性的及全身性的，它的直接损害是加速全身动脉粥样硬化，因为全身的重要器官都要依靠动脉供血、供氧，一旦动脉被粥样斑块堵塞，就会导致严重的后果。由于炎症标志物C反应蛋白、唾液酸、纤维蛋白原等，以及炎性因子前体，如白介素6、肿瘤坏死因子α等作为冠心病、II型糖尿病、胰岛素抵抗（IR）标志物的准确应用，因此以光密度为基础的检测能准确的定性上述疾病的发生和进展。除了上述的社区生化检测体系可以对血脂进行检测外，随着光影学的不断发展，通过微血管的检测与观察，可以直接判断血液的物理性质与血管壁的畅通情况，从而做到无创伤检测，安全方便。

　　对于糖尿病的疗效监测：糖尿病是由遗传因素、免疫功能紊乱、微生物感染及其毒素、自由基毒素、精神因素等等各种致病因子作用于机体导致胰岛功能减退、胰岛素抵抗等而引发的糖、蛋白质、脂肪、水及电解质等一系列代谢紊乱综合征，临床上以高血糖为主要特点[14]。I型糖尿病患者：由于自身胰岛β细胞功能受损，胰岛素分泌绝对不足，在发病时就需要胰岛素治疗，约占糖尿病总人数的5%。II型糖尿病患者的治疗：该类患者是以胰岛素抵抗为主，伴胰岛素分泌不足。对II型糖尿病的检测对其治疗尤其重要，因为检测HbA1c若大于7.0%时，就可以考虑启动胰岛素治疗。可以直接体外如尿液收集后检测HbA1c的含量，即可反应血糖的高低，间接判断血糖浓度与与药物、进食或运动的关系、症状的体验等。而新型的微电子尿液HbA1c传感器帮瞬间完成这一切。此外，由于基因组单体型图计划（HapMap）和癌症基因组剖析计划（CGAP）的顺利实施和完成[15]，个体化基因信息可以随时和云端数据进行比对（Blast）分析，发现的疾病相关多态性（SNP）可以准确的提示是否有发病风险，结合生物芯片和传感器检测结果，迅速准确的给出诊断结论和个性化的治疗措施，而这一切都在生物传感器的辅助下很快的过程中就完成。

　　8结语

　　生物传感器是一个非常活跃工程技术领域，它与纳米科技、微电子技术、生物芯片、生物控制论、生物信息学、仿生学、生物计算机等学科一起，处在生命科学和信息科学的交叉区域。生物传感器它利用各种类型的换能器，将待测的生物信号转换为声、光、电等可检测的物理信号，从而实现对样本中靶生物分子的快速检测，由于集高效、灵敏、特异、结构小巧、经济实用等优点于一身，目前已成为生物医学生命科学快速检测领域的研究热点之一。通过畅想，可以想象在可预测的未来，生物传感器将在疾病诊断、食品安全和卫生保健和环境污染物诸多方面发挥重要作用。生物传感器的发展趋势便携和微型化提供了可能性，因此在未来的一段时间内如何提高现有传感器信号的选择性、提高其信号重复性、灵敏度和快速响应能力，都是生物传感器领域里必须解决的技术难题。生物传感器的发展需要不同学科背景的研究者通过相互交流来达到不断创新，最终发展出技术上能规模化生产、成本优势大、集检测和分析等多种功能于一体的实用高效生物传感器。

　　随着人类基因组计划的完成和蛋白组研究的深入开展，使基因和蛋白检测在临床疾病的诊断中得以发挥重要作用，通过基因突变筛查，可以评估患病风险，进行针对性的预防和早期诊断，以达到避免或延缓疾病发生，提高生活质量的目的。总之，预防医学、预测医学是当代干预医学模式的重要组成部分，实现个性化治疗的是未来个体化医学的最佳的医疗模式。实现该模式的发展，不仅需要医学和生物学的发展，更依赖于检测手段的完善。新型生物传感器的应用和发展将会加快预防医学、预测医学的发展，新型材料的高灵敏和准确的传感器将会对现代化医疗模式的发展对该过程起着举足轻重的作用，也使生物传感器有更广阔的应用前景。

　　致谢：感谢第四军医大学生物医学工程系杨斌讲师，基础部细胞生物教研室杨向民副教授，生物信息学室尚玉奎博士的建议和帮助，在此一并致谢！

　　参考文献

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　　[2] HAMBURG M A， COLLINS F S. The path to personalized medicine [J]. N Engl J Med， 2010， 363： 301?304.

　　[3]TURNER A P. Biosensors： sense and sensibility [J]. Chem Soc Rev， 2013， 42（8）： 84?96.

　　[4] SRIVASTAVA P K， SINGH S. Immobilization and applications of glucose?6?phosphate dehydrogenase： a review [J]. Prep Biochem Biotechnol， 2013， 43（4）： 76?84.

　　[5]佚名.科学家用DNA合成纳米传感器或可用于癌症治疗[EB/OL].[2011?09?09].http：//www.escience.gov.cn/article/article_11170.html.

　　[6]BERGNER S， VATSYAYAN P， MATYSIK F M. Recent advances in high resolution scanning electrochemical microscopy of living cells [J]. Anal Chim Acta， 2013， 775： 1?13.

　　[7]冯德荣.生物传感器研究二十年的总结[EB/OL].[2009?09?20].http：//www.docin.com.

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