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为了实现连续的移动健康监测,可穿戴传感器需要以轻巧、不显眼的包装提供与临床设备相当的性能。这项工作提出了一个完整的多功能无线电生理数据采集系统 (weDAQ),该系统已证明可用于耳内脑电图 (EEG) 和其他身体电生理学,使用由标准印刷电路板 (PCB) 制成的用户通用干接触电极。每个 weDAQ 设备提供 16 个记录通道、驱动右腿 (DRL)、3 轴加速度计、本地数据存储和可适应的数据传输模式。weDAQ 无线接口支持部署体域网络 (BAN),该网络能够通过 802.11n WiFi 协议同时聚合多个可穿戴设备上的各种生物信号流。每个通道可解析超过 5 个数量级的生物电位,噪声水平为 0.52 μV rms,带宽为 1000 Hz,峰值 SNDR 为 119 dB,CMRR 为 111 dB(2 ksps 时)。该设备利用带内阻抗扫描和输入多路复用器,动态选择良好的皮肤接触电极作为参考和传感通道。从受试者进行的耳内和前额 EEG 测量捕捉到了大脑 alpha 活动的调制、眼电图 (EOG) 特征性眼球运动以及下颌肌肉的肌电图 (EMG)。在休息和锻炼期间,在自然办公环境中对多个自由移动的受试者进行了同时的 ECG 和 EMG 测量。所展示的开源 weDAQ 平台和可扩展 PCB 电极的小尺寸、性能和可配置性旨在为生物传感界提供更大的实验灵活性,并降低新健康监测研究的进入门槛。
摘要:DNA连接酶是所有生物体中与DNA复制和修复过程有关的必不可少的酶。这些酶通过催化在双链DNA中并置了5'磷酸盐和3'羟基末端之间的磷酸二酯键来密封DNA。除了它们在维持基因组完整性方面的关键作用外,DNA连接酶最近已被确定为几种类型的癌症的诊断生物标志物,并被认为是治疗各种疾病的潜在药物靶标。尽管DNA连接在基础研究和医学应用中是显着的,但开发有效检测和精确量化这些关键酶的策略仍然具有挑战性。在这里,我们报告了高度敏感和特定生物传感器的设计和制造,其中利用稳定的DNA发夹来刺激荧光信号的产生。在广泛的实验条件下,验证了该探测器是稳定的,并且在检测DNA连接酶时表现出有希望的性能。我们预计,基于发夹的生物传感器将显着发展针对某些疾病的新靶向策略和诊断工具。
生物传感器由于能够在广泛的应用中检测和量化生物学分析物的能力而变得越来越流行,成为诊断工具。随着对更快,更可靠的生物传感设备的需求不断增长,机器学习已成为增强生物传感器性能的宝贵工具。在本报告中,我们回顾了机器学习对生物传感器的应用的最新进展。我们讨论了在生物传感器中使用机器学习的潜在好处,包括提高灵敏度,选择性和准确性。我们还讨论已应用于生物传感器的各种机器学习技术,包括数据预处理,特征提取以及分类和数据分析模型。讨论了机器学习在生物传感器中的潜在优势,包括分析大型和复杂数据集的能力,检测生物分子相互作用的细微变化,并提供对生物过程的实时监测。还解决了与机器学习和生物传感器集成相关的挑战,包括数据可用性,传感器性能和计算要求。我们进一步强调了机器学习和生物传感器(包括便携式和低成本生物传感器的开发)以及使用机器学习算法进行有效数据分析所面临的挑战和机会。最后,我们在该领域提供了对未来趋势和新兴技术的展望,包括对生物传感器的使用人工智能和深度学习算法以及创建完全自主的生物传感系统的潜力。
1 德克萨斯大学 MD 安德森癌症中心成像物理系,美国德克萨斯州休斯顿 77030 2 古拉姆伊沙克汗工程科学与技术研究所 (GIKI) 电气工程学院,巴基斯坦斯瓦比 23460 3 哈马德·本·哈利法大学科学与工程学院,卡塔尔多哈 4 卡尔加里大学计算机科学系,加拿大阿尔伯塔省卡尔加里 T2N 1N4 5 阿卜杜拉国王科技大学电气与计算机工程系,沙特阿拉伯图瓦尔 23955 6 迈赫兰工程技术大学电子工程系,巴基斯坦贾姆肖罗 76062 7 拉合尔高等大学工程学院,巴基斯坦拉合尔 54000 8 法国国家科学研究院,智能系统与机器人研究所,法国索邦大学 ISIR,法国巴黎 75005 9 机械工程系工程学院,巴尔坦大学,74100 巴尔坦,土耳其 10 纳米技术与综合生物工程中心 (NIBEC),阿尔斯特大学工程学院,BT15 1AP 贝尔法斯特,英国 11 香港理工大学专业进修学院,香港
基于等离子体传感方案的光学生物传感器将高灵敏度和选择性与无标记检测相结合。然而,使用笨重的光学元件仍然阻碍了获得在实际环境中进行分析所需的微型系统的可能性。这里展示了一种基于等离子体检测的完全微型光学生物传感器原型,它能够快速和多路复用地感测高分子量和低分子量(80 000 和 582 Da)的分析物作为牛奶的质量和安全参数:一种蛋白质(乳铁蛋白)和一种抗生素(链霉素)。光学传感器基于以下智能集成:i)用作发光和光感应元件的微型有机光电器件和 ii)用于高灵敏度和特异性局部表面等离子体共振 (SPR) 检测的功能化纳米结构等离子体光栅。该传感器提供定量和线性响应,达到 10 − 4 的检测限
纳米技术也是医学中使用的广阔领域。“ nano”是一个前缀,为10-9,即十亿米。有效的药物输送系统的设计和综合对于医疗,制药和医疗保健行业至关重要。纳米技术涉及物理,生物学和化学。许多基于纳米技术的药物输送系统(例如生物聚合物)被用作抗癌,抗菌,抗病毒,抗真菌,兽医,兽医医学,疫苗和抗肿瘤药物。由于大多数生物系统是纳米级,纳米级材料都可以很好地整合到生物医学设备中。碳纳米管,脂质体,无机和金属纳米颗粒以及金属表面是最常使用这些纳米技术商品的材料。在这篇综述中,我们将重点关注纳米技术的重要性以及用于表征和诊断许多疾病的生物医学设备。将来,除了药物输送以及在生物传感和生物成像中,我们还可以在再生医学领域中使用基于纳米技术的生物医学设备进行疾病诊断。
单生物分子电子感测技术在许多领域非常重要,从医学诊断到疾病监测。由于可以将单个生物分子的生理变化转换为可测量的电信号,因此单分子电子生物传感器可以实时实时,高度敏感和高带宽检测单个单个内部或分子间相互作用。这些强大的单分子传感设备在精确提供沿反应途径的稀有和详细的中间信息方面证明了关键优势,并揭示了集合测量中隐藏的独特特性。本综述总结了单分子电子生物传感器的显着进步,强调了单分子水平的生物分子识别,相互作用和反应动力学。传感器的配置,传感机制和代表性应用。此外,还提供了使用光电集成系统来同步感应单个生物分子的电信号和光学信号的观点。
跨阶段单脑室:家庭监测慢性冠心:干预或药物开始之前和之后失败的fontans:跟踪心律不齐的患者下降患者:负担和对药物的反应心力衰竭:结果预测高风险患者:监测和处方运动
摘要:电化学 DNA (e-DNA) 生物传感器是可行的疾病监测工具,它能够将所需核酸靶标和功能化传感器之间的杂交事件转化为可记录的电信号。这种方法提供了一种强大的样品分析方法,具有在低分析物浓度下快速产生响应的巨大潜力。在这里,我们报告了一种与 DNA 杂交相关的电化学信号放大策略,通过利用 DNA 折纸方法的可编程性来构建夹层分析来提高与目标检测相关的电荷转移电阻 (R CT )。与传统的无标记 e-DNA 生物传感器设计相比,这使传感器的检测限提高了两个数量级,并且无需探针标记或酶支持,即可在 10 pM 至 1 nM 之间的目标浓度下实现线性。此外,事实证明,这种传感器设计能够在具有挑战性的富含 DNA 的环境中实现高度的链选择性。这种方法是一种实用方法,可满足低成本即时诊断设备所必需的严格灵敏度要求。关键词:DNA 纳米技术、DNA 杂交、电化学阻抗谱、抗菌素耐药性基因、靶标选择性、灵敏度增强、即时诊断设备