目前分類:生物科技/生物晶片 (205)

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由美國加州大學聖地亞哥分校(University of California, San Diego)和澳洲聯邦科學與工業研究組織(CSIRO)組成的跨國研究團隊聯手設計出一款拋棄式的「手套上實驗室」(lab-on-a -glove),能讓佩戴者簡單又安全地滑過待測的表面,即可輕鬆辨識出可能危及健康的生化藥物。

研究人員使用量身打造的可印刷墨水,在普通的紫色無?粉末檢測手套上印刷出層層卷繞的蛇紋圖案,打造出可伸縮但又堅的導電電路。研究人員並以拇指作為樣本收集表面,並且僅以印刷的可伸縮碳盤確保粘黏分析物殘留。

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由多國研究人員組成的國際研究團隊利用方形玻璃微流體在聲紋振動下的特殊機械特性,將奈米粒子濃縮於液體中,針對各種應用進行分析。

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松下展示全新非接触式心率传感技术:普通摄像头亦可使用

過去幾年,支持心率功能的可穿戴設備逐漸流行開來。但是松下覺得這件事不一定要交給專用的心率傳感器去完成,攝像頭也可以完成同樣的工作。據《日經·技術》報導,這項“非接觸式生命體徵傳感”(Contactless Vital Sensing)技術及其軟件,甚至無需特別指定用哪種攝像頭。軟件可以檢測皮膚的反射比,因為血液循環時會有所降低。

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20170125NT01P1

Imec和Holst中心(比利時魯汶和荷蘭埃因霍溫)的研究人員相信他們擁有了世界第一款可同時測定流體中pH和氯離子(Cl-)水準的微型感測器。這種創新對於在環境監測、精準農業和個性化醫療診斷等應用中的離子濃度的精確長期測量是必須的。

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內建光譜儀的新一代智慧型手機幾乎可用於檢測任何物質,預計將為大眾市場帶來一個全新的應用領域。例如,根據手機製造商表示,它可用於檢測牛奶是否過期、飲料中的酒精含量、偽藥、毒物等幾乎無所不包。

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Photo shows a 15-mm rubbery micromachine that can be implanted in the body to deliver drug doses on command

Photo: Sau Yin Chin Soft and 3D-printed micromachines can be implanted in the body to deliver doses of a chemo drug.

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近日,ACS Nano雜誌發表了一篇研究文章,詳細描述了一種通過吹氣檢測疾病的技術。該技術可以通過分析呼氣樣品,辨別出17種不同疾病,包括兩種類型的帕金森症、克羅恩病、多發性動脈硬化、腎臟疾病以及肺癌、結直腸癌、前列腺癌和卵巢癌。

這種技術的核心是一種人工智能的納米陣列,它基於分子修飾的金納米粒子和單壁碳納米管隨機網絡可以從呼出氣體進行相當數量的疾病無創性診斷和分類。

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納米尺度合成顆粒和生物顆粒的精確操控是分析化學、生物學和納米技術等眾多領域的一個關鍵環節。近年來基於黏彈性效應的流體動力方法,因其具有高效率和無需標記的優勢,開始用於匯聚與分離微米尺度顆粒,包括血細胞、循環腫瘤細胞及細菌。此方法的基本原理是黏彈性溶液剪切流場中主應力差梯度會產生彈性力作用,引起顆粒的確定性側向運動。然而,彈性力與顆粒直徑3次方成比例,因此顆粒尺寸越小,操控越困難,目前只有少數研究將此方法嘗試用於操控較大尺寸的納米顆粒。

中國科學院力學研究所非線性力學國家重點實驗室微納米流體力學課題組的研究人員,採用低剪切稀化但具有足夠彈性力的低分子量聚環氧乙烷(PEO)溶液,在雙螺旋微通道中實現了多種納米顆粒的高質量匯聚和分離。實驗證實了100納米直徑聚苯乙烯顆粒和λ-DNA分子的無鞘流匯聚效率分別為84%和85%,並且進一步實現了兩種混合顆粒(100納米/2000納米顆粒、λ-DNA/血小板)的分離,分離效率均大於95%,在各方面優於現有的黏彈性微流控方法。所發展方法具有製作簡單和處理通量高的優勢,開拓了黏彈性效應微流控器件在納米生物顆粒分離上的應用。

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人類呼出氣體中含有氮氣、二氧化碳、氧氣以及上百種微量揮發性化學成分。這些物質的相對量基於個體健康狀況發生改變。早在公元前400年,古希臘名醫希波克拉底就讓他的學生通過嗅聞病人的呼吸來尋找疾病的線索,如糖尿病患者的呼吸會有一種香味。在近代,多個科學團隊也曾開發出實驗性呼氣分析儀,但大多數此類儀器專注於像癌症這樣的單一類型疾病。

以色列理工學院胡薩姆·海克教授與全球14個臨床科室開展合作,研製出一種的呼吸分析儀。研究人員開發的納米傳感器陣列可檢測出數千個呼氣樣本中的不同成分,這些樣本來自健康人群以及患有不同疾病(17種類型)的患者。通過人工智能技術對結果進行分析,研究團隊就可使用納米陣列對病情進行分類和診斷。

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Indigo Diabetes利用突破性光子學技術開發的無針血糖傳感器

Indigo Diabetes利用突破性光子學技術開發的無針血糖傳感器

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When cells add nanowires to their diet Image: John F. Zimmerman

Drop silicon nanowires and human cells into the same petri dish, and you’ll see something extraordinary: The cells will eat the nanowires. Researchers at the University of Chicago recorded the phenomenon, and reported it Friday in the journal Science Advances

The group aims to harness that knowledge to develop a new means of drug delivery or bioelectronic therapy. “We want to do something that is special,” says Bozhi Tian, a materials scientist at the University of Chicago. “We’re trying to develop a bioelectronic device that is intracellular” and can control individual parts of the cell, he says.

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The chip is tested in the lab. The electrodes detect electrical changes that occur when the cancer cells are captured.

Photo: Worcester Polytechnic Institute

伍斯特理工學院(Worcester Polytechnic Institute,WPI)機械工程師開發了一款芯片,只要從癌症患者身上抽取少量的血,這款芯片就能捕獲並確認轉移性癌細胞。與很多采用的微流控技術的現有裝置所相比,這一依賴於簡單機械方法的突破性技術在捕獲癌細胞方面顯得更有效。

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從病人血液中進行循環腫瘤細胞(Circulating tumor cells, CTCs)的分離與分析,可以實現非侵入性的“液體活檢”(Liquid biopsy),這對於癌症的早期診斷和預後評估具有非常重要的臨床診斷價值。CTCs是從實體瘤脫落,發生上皮—間質轉化進入到血液循環的惡性腫瘤細胞。由於外周血中CTCs數量稀少(十億個血細胞中僅含有1~10個CTCs),且具有高度異質性和易聚集成團等特點,因而CTCs研究的關鍵在於從含有大量血細胞的複雜血液樣本中準確地將其分離出來,且要滿足高純度、高捕獲率和高通量三個要求。

作為目前唯一通過FDA認證的CTCs分離與計數係統,CellSearch,是採用外麵包被了特異性抗體抗EpCAM(上皮細胞粘附因子)的免疫磁珠,通過抗原抗體作用,與血液中表達EpCAM的CTCs結合,並進一步通過熒光反應識別。雖然該技術有較高的靈敏度,但其仍存在著一些缺點,如未實現全自動分選、假陽性比率高、預處理環節損失大量目標細胞,以及富集後的CTCs沒有生物活性等。

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Imec開發出可以同時檢測pH值和氯離子含量的傳感器

Imec(歐洲微電子研究中心)及其荷蘭分支Holst Centre開發了一款微型傳感器,能夠同時檢測液體中的pH值和Cl(氯離子)含量。

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微流控技術在微米級對處理少量液體的器件進行研究和開發。這些器件在醫療保健領域的應用主要是研究液體體積的精確分配、藥物研發和藥物輸送。微流控器件可用於檢測患者的健康狀況,確保疾病的早期發現和治療。其優點是體積小、功耗低、性價比高、功能性強。微流控領域的研究已經持續約十年,已經湧現出不同品類的充滿商機的產品,但它們在市場上的知名度還很低。

全球醫療保健應用的微流控市場的複合年增長率達17.59%,這主要歸因於對該領域保持興趣的主要診斷公司的不斷投資以及新的資金流入。該市場的一個主要驅動力來自微流控器件緊湊的尺寸和其一次性使用的特性。小尺寸保證了處理過程所需流體體積小,從而消耗試劑量低,可以降低成本和減少醫療垃圾的產生。另一個驅動力是全球投入的研究資金增加,政府參與行為增多。世界各國政府已經認識到微流控技術可以改善整體醫療保健基礎設施並降低死亡率。市場的其他驅動力則來自與生活方式相關的疾病的增加;微流控器件的高通量和低成本;人口老齡化加速帶來的疾病快速增長。因此,即使全球醫療保健應用的微流控市場增長率會下降,但營收將持續增長。

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