Übersicht über integrierte miniaturisierte/mikrofluidische elektrochemische Biosensor-Plattformen für Anwendungen im Gesundheitswesen

Die steigende Nachfrage nach Biosensorik im Gesundheitssektor ist sorgfältig mit dem Bedarf an der Herstellung von Diagnosewerkzeugen mit einem sofortigen, Point-of-Care-(POC-)Ansatz verbunden. Von diesen Geräten wird erwartet, dass sie eine hohe Sensitivität, Tragbarkeit und Selektivität aufweisen. In letzter Zeit wurde ein umfangreicher Fokus auf das Design von Biosensoren mit einer zwingenden Technik gelegt, um die Materialien, Geräte und Methoden zu verbessern, um ihre Leistung zu verbessern. Grundsätzlich ist ein Biosensor ein analytischer Sensor, der eine biologische Komponente wie Enzyme, Antikörper, lebende Zellen usw. als Elektronenübertragungsmediator hat, um Analyten über einen geeigneten Nachweismechanismus einschließlich elektrokatalytischer Aktivität zu erkennen. Diese Sensoren neigen dazu, elektrische Stromsignale zu erzeugen, deren Intensität von der Konzentration des selektiven Analyten abhängt. Seit 1999, als die IUPAC den Biosensor als souveränes Werkzeug für die selektive qualitative und quantitative Analytendetektion bezeichnete, wurde von mehreren chemisch modifizierten Biosensoren berichtet. Die meisten davon sind jedoch Laborelektroden, die große Probenvolumen verwenden, einen POC-Ansatz vermissen und daher nicht für die Echtzeit-Feldmessung eingesetzt werden können. Um dies zu überwinden, wurde erhebliche Forschung betrieben, um das Mikrofluidikkonzept mit diesen Geräten zu miniaturisieren und zu integrieren. Die Einführung der Mikrofluidik macht diese Biosensoren nicht nur für praktische Echtzeitanwendungen geeignet, sondern auch kostengünstiger, tragbarer und empfindlicher. In den letzten Jahren haben mehrere Forschungsgruppen weltweit erfolgreich miniaturisierte/mikrofluidische, mit Biosensoren integrierte elektrochemische Plattformen für Gesundheitsanwendungen entwickelt. Das vorliegende Kapitel beschreibt kurz die Herstellung, die Charakterisierung, die verwendeten Materialien und die Arten dieser Biosensorgeräte und fasst einige der jüngsten Fortschritte in der Gesundheitsverwaltung zusammen. Die zukünftigen Aussichten und gegenwärtigen Einschränkungen werden ebenfalls hervorgehoben.