导读近日，香港大学的研究团队开发出一种集成到医用导管中的C-反应蛋白传感器，可直接感测C-反应蛋白。这种超薄的柔性有机传感器，可实时测量生物信息，监测病人的健康状况。背景不同于硅等材料制成的无机半导体，有机半导体则通常是由有机材料制成，它们往往可以弯曲或者拉伸。为了让大家对有机半导体有一个更直观、更具体的认识，首先带大家回顾一下笔者介绍过的三个典型案例：1）美国斯坦福大学的科研人员研制的柔性、有机、可生物降解的电子设备。它不仅环保，而且具有极佳的生物相容性，因此可用于可穿戴电子设备、植入式设备等领域。（图片来源：斯坦福大学/Baolab）2）美国麻省理工学院开发出一种柔性、透明的有机太阳能电池，它结合了低成本的有机材料（含碳）与柔性、透明的石墨烯电极。（图片来源：MIT）3）韩国科学技术院的科研团队研发出一种超柔性的有机闪速存储器，不仅与现有工业标准的编程电压相同，而且数据预计保留时间相当长，将有利于柔性可穿戴电子设备与智能纸张的发展。（图片来源：KAIST）一般来说，膜越薄，其弯曲能力就越强。除了弯曲能力以外，更薄、更小的设备的响应时间也更快。对于需要即时信息的传感器应用来说，这一点显得特别重要。具有超级柔性的传感器是时下非常受欢迎的研究领域，其应用包括电子产品、智能感知等。创新近日，香港大学（HKU）的研究团队，在该校机械工程系博士陈国梁（PaddyChanKwok-leung）领导下，与外科手术系教授梁嘉杰（GilbertoLeungKa-kit）、外科学博士曾震安（AndersonTsangChun-on）、药理学与药剂学系徐爱民（XuAimin）教授合作开发出一种集成到医用导管中的C-反应蛋白（CRP）传感器，可直接感测C-反应蛋白。下图所示：研究成员（左起）计旭东先生、陈国梁博士及梁嘉杰教授。（图片来源：香港大学）下图所示：a)植入到血管中的医用导管和C-反应蛋白传感器的概念图。b)感应电流变化与C-反应蛋白浓度之间的关系。（图片来源：香港大学）近日，这项研究的成果在期刊《先进科学（AdvancedScience）》上发表。技术血液中的C-反应蛋白浓度是反映患者炎症水平的一项重要指标。目前，通过血液分析的检测方法，无法为患者提供实时信息。为了持续监测人体内某些蛋白质或者标记物水平的变化，最普通的方法就是定期抽血化验。然而，每次化验至少需要几小时甚至更长的时间，并且无法提供实时信息。目前，陈博士的团队开发的有机传感器可以实时测量生物信息，而且只需要非常少量的样本。过去，开发厚度低于1微米（约为亚洲人头发直径的1/50）的超薄柔性传感器的制造工艺极具挑战性。在沉积或者转移的过程中，这些超薄传感器非常容易出现褶皱或破损。为了保护传感器，使之在遭遇极端环境（例如高温、潮湿等）时可以正常工作，如何沉积封装层又成了另一个障碍。香港大学研究团队开发的C-反应蛋白传感器，只是这种超薄传感器概念演示的一个案例。其他传感器，例如神经递质传感器、细菌传感器也可以用于演示这种传感器概念。除了灵敏度高与响应时间快之外，另外一项主要的成果就是超薄、超柔性医院中采用的标准消毒程序。陈博士的团队开发的“胶囊般”的CTYOP封装层，让设备可以承受住高压、高温与潮湿的环境。通过采用厚度仅为纳米的CTYOP胶囊，该设备可以经受达30分钟的沸水或蒸汽消毒，而且不会出现性能退化。下图所示：a)传感器在度蒸汽消毒前后的状态。b)30分钟度蒸汽消毒后传感器迁移率和阈值电压的变化(器件的性能指标)。（图片来源：香港大学）这种兼容消毒程序的能力，使得该设备可以配合其他医疗器械一起在无菌手术室中使用。为了将传感器转移到不同的医疗设备上，陈博士团队的博士生计旭东先生采用了亲疏水双层塑料基底。当接触到水的时候，它能够很容易地与玻璃支撑物分离。这种浮动特性使得传感器更容易转移到不同的基底或者物体上，而且更重要的是，在不同物体之间转移时，设备的性能不会出现退化。下图所示：超薄传感器转移到动脉瘤夹，3D打印的心脏以及在放松和压缩状态的皮肤上的照片。比例尺为5毫米，放大图中的比例尺为微米。（图片来源：香港大学）价值这种有机传感器总厚度不足1微米（约为亚洲人头发直径的1/50），显著地节约了取样和数据采集时间，从目前的几个小时缩短至10分钟以下。换句话说，炎症的测试与治疗可加速30倍。实时读取信号非常有利于医生即刻采取必要的治疗措施。陈博士团队研发的这种柔性电子设备，从概念上演示了实时测量生物信息。这种设备可感知的C-反应蛋白浓度低至1ug/mL，足以分辨病人的健康状况。未来未来，陈博士及其团队将会将神经递质和压力传感器集成到现有的导管上，进一步提升设备的感测能力。团队也将开发一个用于动物临床测试的传感器平台。除了用于血液的C-反应蛋白传感器，团队也在计划测量其他的生物标记物，特别是神经递质或者来自脑脊髓液的其他信息，用来为头部创伤和中风的患者提供有价值的实时信息。来自香港大学工程学院和李嘉诚医学院的研究团队也在致力开发一个大数据系统，测量和监控来自大脑或者身体其他部位的有价值的生物医疗信息。一旦能够利用这些低成本传感器获取到这些数据，团队希望实时监测的信号可以让医生立即采取措施帮助患者康复。关键字医疗、传感器、有机电子参考资料

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