環(huán)境污染導(dǎo)致一些重金屬離子進(jìn)入人體，對人體健康造成嚴(yán)重威脅，引發(fā)多種疾病，同時(shí)，人體內(nèi)缺乏一些離子也會引發(fā)疾病。很多疾病早期起病隱匿，早期不易確診，到有癥狀確診時(shí)很多都已經(jīng)局部侵犯或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。隨著醫(yī)學(xué)和生物學(xué)的不斷發(fā)展，血液和尿液中有很多與早期疾病相關(guān)的分子標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)。因此，開發(fā)一種便攜式設(shè)備對疾病進(jìn)行早期檢測具有重要意義。隨著全球人口老齡化日益加劇，人們生活水平日益提高，以及偏遠(yuǎn)地區(qū)對醫(yī)療服務(wù)需求的增加，促使傳統(tǒng)醫(yī)療方式正經(jīng)歷一場變革。電子信息技術(shù)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)和化學(xué)等多學(xué)科研究的不斷深入，使得便攜式檢測設(shè)備正以前所未有的速度開始占據(jù)醫(yī)療市場。目前市面上的便攜式健康檢測設(shè)備主要針對血壓、血氧、心電、體溫和血糖等指標(biāo)進(jìn)行檢測。隨著核酸和蛋白質(zhì)等一些生物標(biāo)志物作作為早期疾病診斷的物質(zhì)不斷被發(fā)現(xiàn)，通過對這些標(biāo)志物的微量檢測，可以盡早發(fā)現(xiàn)疾病，并及時(shí)進(jìn)行預(yù)防和治療。血檢和尿檢是醫(yī)院進(jìn)行醫(yī)療診斷的一種體液檢測方式，醫(yī)生都需要這些檢測結(jié)果對病人的疾病進(jìn)行診治。針對這些標(biāo)志物的檢測手段和方法也相繼出現(xiàn)，如熒光檢測、核磁共振、表面等離子共振等，但是都有耗時(shí)長、設(shè)備昂貴和需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作等缺點(diǎn)。而便攜式檢測儀可以幫助病人居家檢測，以及醫(yī)生對疾病進(jìn)行快速檢測，因此，小型化的便攜式疾病檢測儀市場需求量大。 便攜式疾病檢測儀應(yīng)用場景包括居家檢測和醫(yī)院醫(yī)生診室使用兩個(gè)場景。對疾病進(jìn)行檢測的生物傳感器要從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用，需要具備幾個(gè)條件。一是不依賴于實(shí)驗(yàn)室昂貴的檢測儀器；二是實(shí)現(xiàn)非侵入式檢測，提高檢測的舒適感；三是價(jià)格實(shí)惠，能讓更多的使用者使用。基于液柵石墨烯晶體管傳感器的便攜式檢測設(shè)備通過硬件模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的儀器，實(shí)現(xiàn)電壓偏置和電學(xué)信號的測量，通過藍(lán)牙或無線網(wǎng)絡(luò)方式將信號傳送到手機(jī)，手機(jī)上開發(fā)人性化的友好用戶系統(tǒng)界面，快速方便的讓醫(yī)生和患者掌握自身疾病狀況。將基于場效應(yīng)晶體管的生物傳感器和處理檢測結(jié)果的硬件電路板和接口進(jìn)行封裝，并設(shè)置簡單的操作按鈕。 在居家檢測中，通過操作簡單的按鈕，可以讓使用者快速獲取檢測結(jié)果，并通過手機(jī)可以將檢測結(jié)果發(fā)送到云端，醫(yī)生可以通過云端獲取檢測結(jié)果，給予使用者適當(dāng)?shù)尼t(yī)學(xué)建議和指導(dǎo)。 醫(yī)院診室使用中，醫(yī)生通過簡單的按鈕操作可以快速獲取病人診斷結(jié)果，而不需要像傳統(tǒng)的檢測方法一樣，必須等待病人拿到化驗(yàn)結(jié)果方可進(jìn)行下一步診斷，可以節(jié)約診療時(shí)間。 

預(yù)期效果：使用便攜式疾病檢測儀可以實(shí)現(xiàn)無標(biāo)記和快速實(shí)時(shí)檢測（1-10分鐘），最低檢測限相對于其他檢測方法，已經(jīng)達(dá)到檢測極限。 

 該項(xiàng)目通過對液柵石墨烯晶體管柵極的分子修飾，實(shí)現(xiàn)對疾病相關(guān)標(biāo)志物的高選擇性、高靈敏性檢測。用柵極修飾的液柵石墨烯晶體管檢測分子的方法，完成一次檢測，器件除了柵極和電解液需要更換，器件其他組件可以多次重復(fù)使用，不僅降低了制造成本，更重要的是可以實(shí)現(xiàn)器件的集成和便攜式測量，為開發(fā)液柵石墨烯晶體管的生物、化學(xué)芯片提供一種方法。這樣的設(shè)計(jì)可以使整個(gè)晶體管的其他部分實(shí)現(xiàn)集成，對于分析物的不同，只需要設(shè)計(jì)不同的柵極修飾。這樣每次測量某種分子，只要插入相應(yīng)的柵極和更換一下電解液就可以了。電解液我們一般使用的是商用的PBS培養(yǎng)液，集成后完成一次測量需要的量很少，所以整個(gè)檢測的費(fèi)用很低。

環(huán)境污染導(dǎo)致一些重金屬離子進(jìn)入人體，對人體健康造成嚴(yán)重威脅，引發(fā)多種疾病，同時(shí)，人體內(nèi)缺乏一些離子也會引發(fā)疾病。很多疾病早期起病隱匿，早期不易確診，到有癥狀確診時(shí)很多都已經(jīng)局部侵犯或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。隨著醫(yī)學(xué)和生物學(xué)的不斷發(fā)展，血液和尿液中有很多與早期疾病相關(guān)的分子標(biāo)志物被發(fā)現(xiàn)。因此，開發(fā)一種便攜式設(shè)備對疾病進(jìn)行早期檢測具有重要意義。隨著全球人口老齡化日益加劇，人們生活水平日益提高，以及偏遠(yuǎn)地區(qū)對醫(yī)療服務(wù)需求的增加，促使傳統(tǒng)醫(yī)療方式正經(jīng)歷一場變革。電子信息技術(shù)、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、材料科學(xué)和化學(xué)等多學(xué)科研究的不斷深入，使得便攜式檢測設(shè)備正以前所未有的速度開始占據(jù)醫(yī)療市場。目前市面上的便攜式健康檢測設(shè)備主要針對血壓、血氧、心電、體溫和血糖等指標(biāo)進(jìn)行檢測。隨著核酸和蛋白質(zhì)等一些生物標(biāo)志物作作為早期疾病診斷的物質(zhì)不斷被發(fā)現(xiàn)，通過對這些標(biāo)志物的微量檢測，可以盡早發(fā)現(xiàn)疾病，并及時(shí)進(jìn)行預(yù)防和治療。血檢和尿檢是醫(yī)院進(jìn)行醫(yī)療診斷的一種體液檢測方式，醫(yī)生都需要這些檢測結(jié)果對病人的疾病進(jìn)行診治。針對這些標(biāo)志物的檢測手段和方法也相繼出現(xiàn)，如熒光檢測、核磁共振、表面等離子共振等，但是都有耗時(shí)長、設(shè)備昂貴和需要專業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行操作等缺點(diǎn)。而便攜式檢測儀可以幫助病人居家檢測，以及醫(yī)生對疾病進(jìn)行快速檢測，因此，小型化的便攜式疾病檢測儀市場需求量大。 便攜式疾病檢測儀應(yīng)用場景包括居家檢測和醫(yī)院醫(yī)生診室使用兩個(gè)場景。對疾病進(jìn)行檢測的生物傳感器要從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用，需要具備幾個(gè)條件。一是不依賴于實(shí)驗(yàn)室昂貴的檢測儀器；二是實(shí)現(xiàn)非侵入式檢測，提高檢測的舒適感；三是價(jià)格實(shí)惠，能讓更多的使用者使用。基于液柵石墨烯晶體管傳感器的便攜式檢測設(shè)備通過硬件模塊代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)室的儀器，實(shí)現(xiàn)電壓偏置和電學(xué)信號的測量，通過藍(lán)牙或無線網(wǎng)絡(luò)方式將信號傳送到手機(jī)，手機(jī)上開發(fā)人性化的友好用戶系統(tǒng)界面，快速方便的讓醫(yī)生和患者掌握自身疾病狀況。將基于場效應(yīng)晶體管的生物傳感器和處理檢測結(jié)果的硬件電路板和接口進(jìn)行封裝，并設(shè)置簡單的操作按鈕。 在居家檢測中，通過操作簡單的按鈕，可以讓使用者快速獲取檢測結(jié)果，并通過手機(jī)可以將檢測結(jié)果發(fā)送到云端，醫(yī)生可以通過云端獲取檢測結(jié)果，給予使用者適當(dāng)?shù)尼t(yī)學(xué)建議和指導(dǎo)。 醫(yī)院診室使用中，醫(yī)生通過簡單的按鈕操作可以快速獲取病人診斷結(jié)果，而不需要像傳統(tǒng)的檢測方法一樣，必須等待病人拿到化驗(yàn)結(jié)果方可進(jìn)行下一步診斷，可以節(jié)約診療時(shí)間。 

預(yù)期效果：使用便攜式疾病檢測儀可以實(shí)現(xiàn)無標(biāo)記和快速實(shí)時(shí)檢測（1-10分鐘），最低檢測限相對于其他檢測方法，已經(jīng)達(dá)到檢測極限。 

 該項(xiàng)目通過對液柵石墨烯晶體管柵極的分子修飾，實(shí)現(xiàn)對疾病相關(guān)標(biāo)志物的高選擇性、高靈敏性檢測。用柵極修飾的液柵石墨烯晶體管檢測分子的方法，完成一次檢測，器件除了柵極和電解液需要更換，器件其他組件可以多次重復(fù)使用，不僅降低了制造成本，更重要的是可以實(shí)現(xiàn)器件的集成和便攜式測量，為開發(fā)液柵石墨烯晶體管的生物、化學(xué)芯片提供一種方法。這樣的設(shè)計(jì)可以使整個(gè)晶體管的其他部分實(shí)現(xiàn)集成，對于分析物的不同，只需要設(shè)計(jì)不同的柵極修飾。這樣每次測量某種分子，只要插入相應(yīng)的柵極和更換一下電解液就可以了。電解液我們一般使用的是商用的PBS培養(yǎng)液，集成后完成一次測量需要的量很少，所以整個(gè)檢測的費(fèi)用很低。