帶有USB接口的便攜式測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）來控制測量參數并顯示測試結果。插圖顯示了封裝后的AlGaN/GaN HEMT芯片連接到安裝在便攜式設備上的microSD讀卡器上

　　據麥姆斯咨詢報道，一項發(fā)表在《ECS Journal of Solid State Science and Technology》期刊上的研究顯示，來自臺灣國立清華大學（National Tsing Hua University）和成功大學（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醫(yī)學問題，包括嚴重的心臟病和癌癥。

　　便攜式醫(yī)療器件已經成為全面醫(yī)療保健不可或缺的一部分，在監(jiān)控、醫(yī)學治療、診斷、健身和保健方面展現出巨大的潛力。配合醫(yī)院和緊急護理中心所使用的臺式即時診斷儀器，個人既能增加預防護理措施，也能更全面地了解自身的健康狀況。

　　根據開放獲取的論文《基于場效應晶體管的生物傳感器和便攜式個人醫(yī)療保健設備》，研究人員已經在論文中描述了低成本晶體管器件的設計、開發(fā)、制造和原型，它能用于測量血液中的C反應蛋白（C-reactive protein，簡稱CRP），當CRP水平升高時，即表明炎癥可能與即將發(fā)生的心臟病、中風、冠心病和其它醫(yī)療診斷類疾病相關。

　　國立清華大學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備，并通過藍牙或Wi-Fi輕松連接至智能手機，數據可以被收集存儲到應用程序內，用戶也可以將數據發(fā)送給醫(yī)生。操作起來和血糖儀一樣簡單，任何人都可以隨時隨地用一滴血進行測試?！?/p>

　　由于血樣中含鹽濃度較高，基于硅基場效應晶體管（field-effect transistor， FET）的生物傳感器的精度和性能經常受到影響。Wang及其研究團隊意識到這一問題，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，GaN具有化學惰性，不會出現相同的性能下降。雖然GaN比硅更昂貴，但是微制造技術的進步幫助開發(fā)出小型HEMT，從而大大節(jié)省成本，成本下降為大批量生產鋪平了道路。

　　雖然基于場效應晶體管的生物傳感器具有許多潛在優(yōu)勢，但是進入應用領域仍需要克服諸多技術障礙。因為場效應晶體管非常靈敏，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。為了讓他們的設備在物廉價美的前提下兼具可靠性，該團隊開始尋求新的創(chuàng)新方法，盡可能減少干擾。研究團隊利用非常短的脈沖測量系統得以實現。

　　Wang指出，“我們也開發(fā)出一種方法，來克服常見于場效應晶體管的電荷屏蔽影響。這種方法使得我們能夠檢測目標蛋白，而無需稀釋或將臨床樣本進行脫鹽處理。因此我們不需要在傳感器或器件中使用任何自動裝置，可以使系統變得經濟簡易。操作本身就很簡單，每個人都可以做到，只需要滴一滴血滴后點擊即可?！?/p>

　　通過上述努力，研究團隊得以開發(fā)出一種精確且經濟實惠的系統，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)造的技術未來將適用于數十億人。”

　　該裝置在CRP水平升高時做出提醒，未來將有可能挽救生命。目前，從這項技術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險的人群，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血液中特定的心臟標志物，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，現場急救員也能使用該裝置快速且準確地診斷患者。

　　慢性心力衰竭患者可以使用該裝置監(jiān)測生物標志物，一旦升高，就能提醒你患有心力衰竭的風險。定期監(jiān)測這些生物標志物可以有效降低患者復診率，進而提高患者生活質量并降低醫(yī)院醫(yī)療費用。

　　Wang解釋道，“測試只需要5分鐘和1滴血，每個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人。當受體被固定，如適體或抗體改變時，就可以檢測到不同的生物標志物。該裝置可以檢測到多種疾病標志物。”

　　由于其重要性，以及在該項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新的研究方向，一類新的概念和一種解決相關領域問題的新方法。

　　ECS雜志固態(tài)科學技術欄目的編輯Fan Ren指出，“這項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出心臟病發(fā)作甚至是腫瘤?！?/p>

　　該團隊已經開發(fā)出手持設備樣品，并成功展示出準確一致的結果。Wang相信不出一年，該裝置將與智能手機和云計算相兼容。

　　Wang最后說道，“我們正在與醫(yī)院和產業(yè)界合作，試圖將該裝置轉化成真正的產品，我認為未來該裝置將收集到大量的數據，這些數據經由人工智能分析成為物聯網（Internet of things）生態(tài)系統的一部分。該裝置將在上述環(huán)節(jié)中扮演至關重要的角色。”