發(fā)布日期：2017-04-07
多數(shù)人戴隱形眼鏡是為了美觀，你能想象，有一天為了健康而戴上隱形眼鏡嗎？美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)的研究人員們，正在致力于這樣一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，利用超薄晶體管技術(shù)，研發(fā)可以測(cè)量血糖、預(yù)測(cè)健康問(wèn)題的隱形眼鏡。
俄勒岡州立大學(xué)教授Gregory Herman帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)，研發(fā)出了一款透明的生物傳感器，將該傳感器附于隱形眼鏡上，就能用來(lái)發(fā)現(xiàn)許多疾病的癥狀?，F(xiàn)階段，這款產(chǎn)品只能測(cè)量血糖值，但研發(fā)團(tuán)隊(duì)相信，不久的將來(lái)，它就能用來(lái)測(cè)量其它生命體征、預(yù)警健康問(wèn)題了，甚至可能預(yù)警癌癥的發(fā)生。幾年后，藥店貨架上，你可能就會(huì)找到這款特別的隱形眼鏡了。不過(guò)目前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)還面臨許多技術(shù)難題。4月5日，該項(xiàng)研究于第253屆ACS（美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)）展會(huì)上得到展示。
這項(xiàng)研究展開(kāi)的初衷是為了幫助糖尿病患者。如今，糖尿病患者可以通過(guò)皮下植入傳感器，持續(xù)監(jiān)測(cè)血糖水平。但是，皮下植入可引發(fā)疼痛、皮膚過(guò)敏、感染等問(wèn)題。與之相比，一次性生物傳感隱形眼鏡則優(yōu)勢(shì)明顯，隱性眼鏡更實(shí)用、更安全，幾乎不會(huì)引起任何創(chuàng)傷。
幾年前，Herman與他的同事便想到，將由鎵氧化鋅化合物組成的半導(dǎo)體，應(yīng)用于診斷醫(yī)學(xué)。這類(lèi)半導(dǎo)體為電子產(chǎn)品帶來(lái)了革命性變革，使高清電視、智能手機(jī)、平板電腦的問(wèn)世成為可能。
制作隱形眼鏡樣品時(shí)，研究人員首先制作了由透明的鎵氧化鋅晶體管切片、葡萄糖氧化酶切片組成的生物傳感器。傳感器與葡萄糖接觸時(shí)，葡萄糖氧化酶會(huì)將血糖氧化，這樣傳感器的PH值就會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)鎵氧化鋅晶體管中流過(guò)的電流就能測(cè)得血糖值了。在鎵氧化鋅生物傳感器上，安有微小的納米結(jié)構(gòu)，使傳感器可以探測(cè)到眼淚中的微量葡萄糖。
據(jù)Herman統(tǒng)計(jì)，在鎵氧化鋅隱形眼鏡上，每1平方毫米就能容納2500個(gè)生物探測(cè)器，每個(gè)探測(cè)器可以分別探測(cè)人體不同的生命體征。
人的每一滴眼淚都蘊(yùn)含了大量的人體信息，除了血糖值，未來(lái)隱形眼鏡還將能監(jiān)測(cè)乳酸（與敗血癥、肝病相關(guān)）、多巴胺（與青光眼相關(guān)）、尿毒素（與腎功能相關(guān)）、蛋白質(zhì)（與癌癥相關(guān)）等等人體數(shù)值。研發(fā)團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)，就是從在隱形眼鏡上安裝一個(gè)傳感器擴(kuò)展到數(shù)個(gè)傳感器。不過(guò)現(xiàn)在，生物傳感器只能測(cè)量血糖值，至于其它數(shù)據(jù)能不能測(cè)得，還有待時(shí)間的考驗(yàn)。
這款生物傳感器仍處于研發(fā)階段，沒(méi)有正式與隱形眼鏡結(jié)合。理想的情況下，最終成果的數(shù)據(jù)將可由無(wú)線電傳播，并且無(wú)線電信號(hào)可直接為隱形眼鏡充電?，F(xiàn)階段，還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)由傳感器傳向其它設(shè)備，研究人員仍需針對(duì)控制電流的方法進(jìn)行進(jìn)一步研究。
2014年，谷歌也有一項(xiàng)類(lèi)似的計(jì)劃，應(yīng)用于診斷醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。不過(guò)Herman認(rèn)為，他的研究將更進(jìn)一步，研發(fā)團(tuán)隊(duì)可以讓隱形眼鏡的所有組成物都透明不可見(jiàn)。與Herman團(tuán)隊(duì)利用的透明鎵氧化鋅晶體管不同，谷歌是將微型無(wú)線芯片、微型血糖探測(cè)器夾于隱形眼鏡的兩層材料之間。
如果要制造一次性鎵氧化鋅隱形眼鏡，那它的價(jià)格就不能太貴。不過(guò)Herman認(rèn)為，控制造價(jià)不是問(wèn)題。他們使用的鎵氧化鋅超薄晶體管技術(shù)，與制造手機(jī)使用的技術(shù)十分相近，手機(jī)中100個(gè)晶體管的價(jià)格都沒(méi)有10美分（約合人民幣6角8分），因此無(wú)需擔(dān)心鎵氧化鋅的造價(jià)問(wèn)題。但是，其它方面的成本還需控制，這款隱形眼鏡的價(jià)格能否真正低廉，還有待商榷。
理想情況下，一年內(nèi)，研究人員就可以在動(dòng)物身上實(shí)驗(yàn)這款裝有生物傳感器的隱形眼鏡。盡管這項(xiàng)研究4月5日才在ACS展會(huì)上公開(kāi)，但相關(guān)研究論文已在Nanoscale及Applied Materials & Interfaces期刊上發(fā)表。
來(lái)源：gizmodo
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