近年来，微流体平台已经彻底改变了医疗诊断。医生不需要将血液或尿液样本送到实验室进行分析，而是可以在医疗点测试一滴患者的血液或尿液中的各种疾病，而无需使用昂贵的仪器。然而，在测试样品之前，医生需要将特定的疾病检测生物分子插入微流体平台。在这样做的同时，必须确保这些生物分子与装置内部良好结合，以保护它们不被进入的样品冲洗掉。由于该预备步骤可能是耗时的，因此如果微流体平台可以预先制备密封在内部的特定生物分子将是有利的。然而，

　　为了回答这个问题，冲绳科学技术研究生院(OIST)的研究人员创造了一种新型传感器，可以比以往更准确地检测生物分子。该传感器用于证明生物分子可以成功地密封在微流体装置中。结果发表在Nanoscale上，对医疗诊断产生了深远的影响，并为生产预包装的微流体平台血液或尿液检测设备提供了机会。

　　传统上，金属氧化物半导体(MOS)传感器用于通过测量电荷的变化来检测生物分子与表面的结合。这些传感器由硅半导体层，玻璃绝缘体层和金金属层组成，并入电路中，生物分子位于传感器顶部的电解质填充的塑料井中。如果然后施加电压并测量电流，则可以从给定的电容读数中计算出电荷。具有不同电荷的生物分子将为您提供不同的电容读数，使您能够量化生物分子的存在。

　　由OIST的微/生物/纳米流体单元的研究人员创建的新型传感器使用与传统传感器相同的技术测量电荷，但具有测量质量的附加功能。所谓的纳米金属 - 绝缘体半导体(nMIS)传感器没有固体金金属层，而是有一层微小的金色金属岛。如果你对这些纳米结构发光，那么表面电子就会以特定的频率开始振荡。当生物分子被添加到这些纳米岛时，这些振荡的频率与生物分子的质量成比例地变化。基于此变化，您可以使用此技术测量生物分子的质量，并确认在微流体平台内封装期间是否能够经受电离气体的暴露。

　　“我们制作了一个简单的传感器，可以回答非常复杂的表面化学问题，”负责创建nMIS传感器的Nikhil Bhalla博士说。

　　在同一设备上测量表面化学反应的两个基本特性意味着研究人员可以更加自信地将生物分子成功封装在微流体平台中。单独测量电荷或质量可能会产生误导，使其看起来像生物分子已经绑定到表面，而实际上它们没有。在同一设备中使用多种技术意味着您可以从一种模式切换到另一种模式，以查看是否具有相同的结果。

　　“科学家必须用多种技术验证一种反应，以确认观察是真实的。如果你有一个传感器可以在一个平台上检测两个参数，那么它对感知社区来说真的是有益的，”博士说。巴拉

　　“通过将这两种简单的测量技术结合到一个紧凑的平台中，它为未来创造便携和可靠的传感技术打开了大门，”博士生Shivani Sathish补充道。

　　在概念验证实验中，通过结合生物分子的质量和电荷信息，科学家们能够证明，一种常见的生物分子能够在特定能量水平下暴露于电离气体中。仅单次读取电荷会产生误导性结果，但同时查看互补参数可以进行更准确的生物分子检测。

　　这种新颖的nMIS传感器可用于创建测试各种疾病的微流体平台。通过使用nMIS传感器测量电荷和质量，研究人员可以确保疾病检测生物分子在测试设备内成功密封并发挥功能。

　　“这就像预包装的怀孕测试一样，”OIST的Micro / Bio / Nanofluidics部门负责人Amy Shen教授说。“如果已经吸附了某些物质，那么你所要做的就是引入你正在使用的任何样品，例如尿液或血液。”

　　也可以在同一装置中组合几种生物标志物以同时测试不同的疾病。通过将这种双重传感技术与即用型设备相结合，由于其便携性和即时检测的优势，它在医疗诊断领域提供了巨大的希望。