帶有USB接口的便攜式測(cè)量裝置連接到筆記本電腦,。安裝在筆記本電腦中的軟件提供圖形用戶界面（GUI）來控制測(cè)量參數(shù)并顯示測(cè)試結(jié)果,。插圖顯示了封裝后的AlGaN/GaN HEMT芯片連接到安裝在便攜式設(shè)備上的microSD讀卡器上
據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道,，一項(xiàng)發(fā)表在《ECS Journal of Solid State Science and Technology》期刊上的研究顯示，來自臺(tái)灣國立清華大學(xué)（National Tsing Hua University）和成功大學(xué)（National Cheng Kung University）研究人員組成的科研小組開發(fā)出一種低成本的便攜式醫(yī)療傳感器套件,，該套件能夠幫助提醒用戶相關(guān)醫(yī)學(xué)問題,，包括嚴(yán)重的心臟病和癌癥。
便攜式醫(yī)療器件已經(jīng)成為全面醫(yī)療保健不可或缺的一部分,，在監(jiān)控,、醫(yī)學(xué)治療、診斷,、健身和保健方面展現(xiàn)出巨大的潛力,。配合醫(yī)院和緊急護(hù)理中心所使用的臺(tái)式即時(shí)診斷儀器，個(gè)人既能增加預(yù)防護(hù)理措施,，也能更全面地了解自身的健康狀況,。
根據(jù)開放獲取的論文《基于場(chǎng)效應(yīng)晶體管的生物傳感器和便攜式個(gè)人醫(yī)療保健設(shè)備》，研究人員已經(jīng)在論文中描述了低成本晶體管器件的設(shè)計(jì),、開發(fā),、制造和原型，它能用于測(cè)量血液中的C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein,，簡(jiǎn)稱CRP）,，當(dāng)CRP水平升高時(shí)，即表明炎癥可能與即將發(fā)生的心臟病,、中風(fēng),、冠心病和其它醫(yī)療診斷類疾病相關(guān)。
國立清華大學(xué)兼研究論文的共同作者Yu-Lin Wang教授表示,，“該器件將最終被制造成小型手持設(shè)備,，并通過藍(lán)牙或Wi-Fi輕松連接至智能手機(jī)，數(shù)據(jù)可以被收集存儲(chǔ)到應(yīng)用程序內(nèi),，用戶也可以將數(shù)據(jù)發(fā)送給醫(yī)生,。操作起來和血糖儀一樣簡(jiǎn)單，任何人都可以隨時(shí)隨地用一滴血進(jìn)行測(cè)試,?！?/p>
由于血樣中含鹽濃度較高，基于硅基場(chǎng)效應(yīng)晶體管（field-effect transistor,， FET）的生物傳感器的精度和性能經(jīng)常受到影響,。Wang及其研究團(tuán)隊(duì)意識(shí)到這一問題，開發(fā)出一種基于GaN（氮化鎵）的高電子遷移率晶體管（HEMT）作為響應(yīng),，GaN具有化學(xué)惰性，不會(huì)出現(xiàn)相同的性能下降,。雖然GaN比硅更昂貴,，但是微制造技術(shù)的進(jìn)步幫助開發(fā)出小型HEMT,，從而大大節(jié)省成本，成本下降為大批量生產(chǎn)鋪平了道路,。
雖然基于場(chǎng)效應(yīng)晶體管的生物傳感器具有許多潛在優(yōu)勢(shì),，但是進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域仍需要克服諸多技術(shù)障礙。因?yàn)閳?chǎng)效應(yīng)晶體管非常靈敏,，就有可能變得不穩(wěn)定,，因此開發(fā)一致性較高的傳感器通常較為困難。為了讓他們的設(shè)備在物廉價(jià)美的前提下兼具可靠性,，該團(tuán)隊(duì)開始尋求新的創(chuàng)新方法,，盡可能減少干擾。研究團(tuán)隊(duì)利用非常短的脈沖測(cè)量系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn),。
Wang指出,，“我們也開發(fā)出一種方法，來克服常見于場(chǎng)效應(yīng)晶體管的電荷屏蔽影響,。這種方法使得我們能夠檢測(cè)目標(biāo)蛋白,，而無需稀釋或?qū)⑴R床樣本進(jìn)行脫鹽處理。因此我們不需要在傳感器或器件中使用任何自動(dòng)裝置,，可以使系統(tǒng)變得經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)易,。操作本身就很簡(jiǎn)單，每個(gè)人都可以做到,，只需要滴一滴血滴后點(diǎn)擊即可,。”
通過上述努力,，研究團(tuán)隊(duì)得以開發(fā)出一種精確且經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的系統(tǒng),，并且在傳感器上整合了一種新方法。
Wang說道,，“我相信我們所創(chuàng)造的技術(shù)未來將適用于數(shù)十億人,。”
該裝置在CRP水平升高時(shí)做出提醒,，未來將有可能挽救生命,。目前，從這項(xiàng)技術(shù)中獲益最多的人群將是患有心血管疾病或有心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的人群,，如心臟病發(fā)作或心力衰竭,。例如，有些人心臟病發(fā)作時(shí)可能沒有典型癥狀,，如劇烈疼痛感或感到不舒服,。然而，便攜式生物傳感器可以立即檢測(cè)血液中特定的心臟標(biāo)志物,，即使沒有癥狀顯示也能提醒患者心臟病的發(fā)作,。另一種情況下,，現(xiàn)場(chǎng)急救員也能使用該裝置快速且準(zhǔn)確地診斷患者。
慢性心力衰竭患者可以使用該裝置監(jiān)測(cè)生物標(biāo)志物,，一旦升高,，就能提醒你患有心力衰竭的風(fēng)險(xiǎn)。定期監(jiān)測(cè)這些生物標(biāo)志物可以有效降低患者復(fù)診率,，進(jìn)而提高患者生活質(zhì)量并降低醫(yī)院醫(yī)療費(fèi)用,。
Wang解釋道，“測(cè)試只需要5分鐘和1滴血,，每個(gè)人都能直觀地知道如何使用該裝置,。該裝置的成本非常低，所以它將適用于每個(gè)人,。當(dāng)受體被固定,，如適體或抗體改變時(shí)，就可以檢測(cè)到不同的生物標(biāo)志物,。該裝置可以檢測(cè)到多種疾病標(biāo)志物,。”
由于其重要性,，以及在該項(xiàng)研究中所展示出來的變革性工作,，ECS將其指定為編者特選文章。這類文章通常展示出一個(gè)新的研究方向,，一類新的概念和一種解決相關(guān)領(lǐng)域問題的新方法,。
ECS雜志固態(tài)科學(xué)技術(shù)欄目的編輯Fan Ren指出，“這項(xiàng)工作展示了一款低成本便攜式醫(yī)療傳感器套件,，只需要一滴血,，這款新型傳感器套件就能檢測(cè)出心臟病發(fā)作甚至是腫瘤?！?/p>
該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)出手持設(shè)備樣品,，并成功展示出準(zhǔn)確一致的結(jié)果。Wang相信不出一年,，該裝置將與智能手機(jī)和云計(jì)算相兼容,。
Wang最后說道，“我們正在與醫(yī)院和產(chǎn)業(yè)界合作,，試圖將該裝置轉(zhuǎn)化成真正的產(chǎn)品,，我認(rèn)為未來該裝置將收集到大量的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)由人工智能分析成為物聯(lián)網(wǎng)（Internet of things）生態(tài)系統(tǒng)的一部分,。該裝置將在上述環(huán)節(jié)中扮演至關(guān)重要的角色,。”