張先恩

20世紀60年代，美國學者電分析化學專家Leland C. Clark Jr提出，對生物化學物質(zhì)的測定，能否像pH電極那樣便捷？這導致了酶電極（enzyme electrode）即第一個生物傳感器（biosensor）的問世。半個世紀以來，生命科學、化學、物理、信息、材料、仿生等多學科原理和技術紛紛融，使生物傳感發(fā)展成為一門典入型的匯聚技術（convergence technology）。它被賦予若干特征——簡便、靈敏、快速、準確，因而在生命科學研究、疾病診斷與居家監(jiān)護、生物過程控制、農(nóng)業(yè)與食品安全、環(huán)境監(jiān)測與污染控制、生物安全與生物安保、航天、深海和極地科學等領域展現(xiàn)出廣闊的應用前景。

當前，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和大健康從概念走向?qū)嵤?，生物傳感以其合適的技術特色，面臨新的發(fā)展機遇。通過百度網(wǎng)站搜索“生物傳感器”，獲得300多萬條結(jié)果（這還不包括其衍生詞），儼然是一個科技熱詞。

本文將概述生物傳感的發(fā)展歷程，介紹中國學者的學術貢獻，并討論當前發(fā)展熱點及技術挑戰(zhàn)。

1 發(fā)展階段及特點

1.1 第一次發(fā)展高潮：各種物理和化學換能原理被采用，推動領域形成

20世紀70—80年代，一方面，各類生物大分子和生物材料被選作用于生物傳感器的分子識別元件，包括酶、抗體、核酸、細胞、組織片、微生物、完好（intact）生物器官（如動物神經(jīng)觸角）等，多種生化和免疫物質(zhì)（即環(huán)境化學物質(zhì)）得以被快速檢測。另一方面，眾多物理和化學換能器（transducer）原理被紛紛采用，形成生物傳感大家族。其中涵蓋了從生物量到各種物理量和化學量的轉(zhuǎn)換，包括電化學生物傳感、熱學生物傳感、半導體生物傳感（生物場效應晶體管）、光纖生物傳感、壓電、質(zhì)量及聲波生物傳感等。這些新原理生物傳感模式各具特色，適合于不同的應用場景，奠定了生物傳感領域發(fā)展框架。

此間有3個標志性事件。（1）1985年生物傳感專業(yè)刊物《Biosensors》（Elsevier出版）創(chuàng)刊，后更名為《Biosensors & Bioelectronics》（《生物傳感與生物電子學》），成為生物傳感領域的權威學術期刊。（2）1987年，第一部生物傳感專著——《Biosensors: Fundamentals &Applications》出版，該書由60多位專家共同撰寫，至今仍被認為是生物傳感經(jīng)典著作。（3）1990年，首屆世界生物傳感學術大會召開，以后每兩年舉行1次，成為生物傳感領域的學術盛會。這3個事件意味著生物傳感已經(jīng)發(fā)展成為具有一定規(guī)模的研究領域。Anthony Turner教授主持了這3件事，發(fā)揮了重要作用。

1.2 第二次發(fā)展高潮：新原理生物傳感和 DNA芯片促進大規(guī)模商業(yè)化

（1）第二代酶電極獲得商業(yè)化成功。20世紀80年代，美國YSI公司（Yellow Spring Instruments Inc.）實現(xiàn)了酶電極在食品發(fā)酵行業(yè)的商業(yè)化應用。然而，早期的酶電極在進一步普及應用的過程中存在兩個主要難題。① 所采用的酶多為氧化還原酶，尤其是氧依賴型酶，以氧分子作為電子受體，需要較高的工作電位（0.7 V），容易受其他電極活性物質(zhì)干擾，而且，樣品中本底氧濃度變化也會產(chǎn)生背景噪聲。由此，英國學者Cass等用合成化學介體二茂鐵取代氧分子作為酶催化的電子受體，在較低的工作電位下實現(xiàn)酶與電極之間的電子傳遞，解決了電極活性物質(zhì)干擾和氧背景干擾的問題，被稱為第二代酶電極。② 酶電極采用手工制作，成本高、互換性較差，推廣受限。受到電子行業(yè)印刷電路工藝的啟發(fā)，英國克蘭菲爾德大學（Cranfield University）的專家們引入了絲網(wǎng)印刷技術，實現(xiàn)了酶電極的規(guī)?；苽洹Ｐ略砼c新技術的結(jié)合，成功地解決了上述難題，使生物傳感器成為“用過即扔”（disposable）的一次性使用商品。該技術首先用于血糖測定，迅速在醫(yī)院普及，并廣泛用于高血糖患者居家監(jiān)護。

（2）表面等離子體共振（surface plasmon resonance，SPR）生物傳感器廣泛用于生物分子相互作用研究。在生命科學研究和藥物開發(fā)中，廣泛需要測定（生物）分子相互作用。在SPR傳感器界面上，當入射光發(fā)生全內(nèi)反射時，其光能與器件表面電子云發(fā)生共振，共振角度隨著器件表面的生物分子與待測分子的相互作用而發(fā)生漂移，并呈相關性。測定過程能夠動態(tài)監(jiān)測，無須標記樣品、監(jiān)測靈敏度與放射性免疫相當?；谠撛淼娜鸬銪iacore生物傳感儀（現(xiàn)屬GE公司）已經(jīng)成為研究生物分子相互作用的有效工具和主導技術。然而，任何技術都有其生命周期。近10年來，F(xiàn)orteBio公司推出另一種非標記技術——生物膜光相干生物傳感器（bio-layer interferometry，BLI）。該方法具有低成本和較高通量的特點，迅速獲得普及應用，并與SPR生物傳感形成競爭態(tài)勢。

（3）DNA芯片實現(xiàn)基因表達高通量分析。生物芯片（biochips）包括計算機生物芯片、芯片實驗室（lab-on-a-chip）和檢測芯片。其中檢測芯片可以被認為是生物傳感的高通量形式。20世紀90年代中期出現(xiàn)的DNA芯片，其微陣列密度高達每平方厘米數(shù)萬DNA探針，可一次性地獲得全基因組的表達譜圖，從而成為生命科學研究的重要工具。美國Affymetrix公司是該領域的旗艦企業(yè)。在DNA微陣列芯片的基礎上，發(fā)展出了一系列生物芯片，如蛋白芯片、多肽芯片、寡糖芯片、免疫芯片等，廣泛應用于科研和臨床。源于清華大學的博奧生物等國內(nèi)研究中心和企業(yè)也做出了系列的創(chuàng)新并成功開拓市場。

根據(jù)市場分析報告，2014年，生物傳感和生物芯片的全球市場分別為129億和39億美元，預計到2020年將分別達到225億和184億美元，復合年增長率為9.7%和31.6%，屆時總市場規(guī)模約為400億美元。

1.3 第三次發(fā)展高潮：納米技術被普遍用于提升生物傳感性能

21世紀以來，納米技術的引入賦予了生物傳感許多新的特性，如高靈敏、多參數(shù)、微環(huán)境應用等。納米效應包括表面效應、小尺寸效應和宏觀量子隧道效應。當傳感器或傳感器組件達到納米尺度時，這些效應便不同程度顯現(xiàn)：在納米尺寸，傳感界面表面原子所占的百分數(shù)顯著增加，傳感器的靈敏度也獲得提高。小尺寸效應會導致光學性質(zhì)、熱學性質(zhì)、磁學性質(zhì)、力學性質(zhì)等發(fā)生變化。例如，半導體納米懸臂梁，能夠稱量一個病毒的重量（9.5×10-15g）。又如，半導體量子點，在同一個激發(fā)波長條件下，發(fā)射光頻率會隨量子點尺寸的改變而變化，通過調(diào)節(jié)量子點尺寸可以獲得不同的發(fā)射顏色，這使得多靶標光學測定變得簡單。由于量子點比熒光染料和熒光蛋白的抗光漂白的能力要強得多，適合于長時程觀察，目前已在生命科學研究和疾病檢驗方面獲得廣泛應用。

蛋白質(zhì)和DNA等生物大分子是天然的納米材料。它們通過自組裝，在細胞內(nèi)形成結(jié)構精巧、功能獨特的生物傳感網(wǎng)絡和分子機器系統(tǒng)，保證新陳代謝的有序進行。認識它們的復雜結(jié)構和運作機理，對于深入理解生命現(xiàn)象有重要幫助。不僅如此，基于獲得的知識，構建納米生物傳感器，或與納米材料相結(jié)合構建雜合納米生物傳感器，特別適合于活細胞中生物學過程和重大疾病發(fā)生發(fā)展過程的研究。納米生物傳感目前已經(jīng)有大量研究報道，也成為納米生物學和納米生物技術領域的重要研究方向。

據(jù)Web of Science 數(shù)據(jù)庫（Clarivate Analytics）統(tǒng)計，自2010年以來，生物傳感相關論文6萬多篇中，納米生物傳感或采用納米技術的生物傳感的論文達到58%。

2 中國學者的影響力

2.1 論文貢獻已進入世界第一方陣，指標領先

中國學者在生物傳感領域進步十分顯著。用“Biosens*”（生物傳感*）作為關鍵詞檢索Web of Science文獻數(shù)據(jù)庫發(fā)現(xiàn)，1990年中國學者在國際上發(fā)表的相關論文數(shù)量僅占比1%，2011年開始超越美國位居首位，2017年以來占比已超過35%，大幅領先于其他國家，歷史論文總數(shù)已經(jīng)與美國持平。此外，在高影響力論文中，中國學者的高被引論文數(shù)和熱點論文數(shù)分別居第1和第2位。可見，無論是論文總量的貢獻，還是高影響力論文的產(chǎn)出，中國學者已經(jīng)處在世界第一方陣。

2.2 學術上尚待實現(xiàn)卓越與引領，成果轉(zhuǎn)化應有全球化視野

然而，上述數(shù)據(jù)并非說明中國學者已經(jīng)處在領域的領導地位。迄今為止，各大類生物傳感原理均是由他國學者建立的。近些年，中國學者的高影響力基于3個主要原因：（1）研究水平整體提升，這毋庸置疑；（2）研究隊伍體量大，其中高水平人員及其原始性研究總數(shù)也就比較多；（3）納米技術在中國迅速發(fā)展和普及，新型的納米材料如石墨烯、碳納米管、量子點等對提升生物傳感器的性能有明顯作用，中國的高影響力論文大都與納米技術有關。

生物傳感轉(zhuǎn)化應用與市場開發(fā)方面，中國起步晚于歐、美、日。比較成功的如：山東科學院生物研究所的系列酶電極，已經(jīng)在國內(nèi)食品發(fā)酵行業(yè)廣泛應用，市場占有率達90%以上；部分國產(chǎn)血糖儀產(chǎn)品如三諾、怡成等已進入國內(nèi)市場的10大銷售品牌行列；博奧基因芯片在疾病檢測方面已擁有一定的市場?？傮w而言，生物傳感與生物芯片的國際市場，仍由他國跨國公司主導。

由此可見，中國要在生物傳感領域進一步提升影響力，需要兩手抓：一是鞏固已有的成績，在學術和創(chuàng)新上實現(xiàn)卓越與引領；二是重視轉(zhuǎn)化研究，聯(lián)手工業(yè)界，在全球市場開發(fā)方面有更大的作為。

3 當前的研究熱點與技術挑戰(zhàn)

3.1 穿戴式生物傳感器及無創(chuàng)測定

穿戴式傳感器系統(tǒng)能夠?qū)崟r地產(chǎn)生個體生命參數(shù)，這有兩個方面的意義。（1）微觀方面。實時測定疾病標志參數(shù)，并通過手機等發(fā)射裝置將數(shù)據(jù)發(fā)送到醫(yī)療數(shù)據(jù)中心，有利于患者居家監(jiān)護、個體化醫(yī)療和遠程醫(yī)療。（2）宏觀方面。隨著大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等技術與互聯(lián)網(wǎng)的跨界融合，新技術與新商業(yè)模式使疾病的預防、診斷、治療與控制進入智能化時代。生物傳感及生理傳感系統(tǒng)與手機聯(lián)通作為智能終端，將成為健康醫(yī)療大數(shù)據(jù)不可取代的數(shù)據(jù)源。通過接受、存儲、管理和處理分析這些數(shù)據(jù)，可以對公眾健康狀況、疾病發(fā)生規(guī)律進行歸納分析，從而提供更好的疾病防控策略。

目前，體溫、脈搏、血壓、呼吸頻率等生理指標的穿戴式傳感器系統(tǒng)已經(jīng)開始普及。這些指標均可通過物理傳感器進行直接測定。而生物傳感器的測定對象都在體內(nèi)，如何實現(xiàn)無創(chuàng)（non-invasive）測定成為主要挑戰(zhàn)。

人體生化、免疫等參數(shù)和疾病標志物的測定一般要采集血液。對于一些需要日常監(jiān)控的代謝指標如血糖等，每日采血是一個不小的心理負擔和生理負擔，大多數(shù)患者因?qū)Σ裳目謶侄艞壢粘１O(jiān)控。極微量采血器和高靈敏生物傳感器組成的微創(chuàng)檢測技術能夠有效地減少患者的痛苦，但無創(chuàng)測定技術仍然在探索中。主要有兩個技術路徑：電化學酶電極方法和光學方法。

3.1.1 酶電極法

由于酶電極法難以經(jīng)皮測定（percutaneous determination），研究者們試圖通過測定其他體液樣品來間接反映血液成分。例如，采用電流法或負壓法使皮下組織葡萄糖滲出，再用酶電極測定；谷歌（Google）與諾華（Novartis）合作嘗試將微型酶電極印制在隱形眼鏡片上測定淚液葡萄糖；美國加州大學正在發(fā)展能測定汗液生化成分的佩戴式酶電極。間接法除了需要克服各自的技術難題以外，測定結(jié)果與血液中相應的物質(zhì)濃度之間的相關性以及生理意義是主要的科學問題，需要開展大量的基礎與臨床研究。華中農(nóng)業(yè)大學學者最近利用質(zhì)譜法分析了汗液外泌體中生化物質(zhì)的組分，有利于找到汗液中合適的健康或疾病檢測指標。

3.1.2 光學法

光學法是利用被檢測對象的光譜學特征進行測定，包括彈性光散射法、拉曼光譜方法、原位SPR法等。近紅外光譜測定血糖已經(jīng)進行了大量研究。葡萄糖分子在近紅外區(qū)間有吸收峰，但與水分子、脂肪和血紅蛋白等吸收相互重疊，干擾嚴重，加上皮膚組織的光吸收和光散射大大減弱了本來就比較弱的 葡萄糖光吸收信號。此外，皮膚和組織的厚度及結(jié)構也因人而異，為獲得準確的結(jié)果，還需要考慮個體建模。

以色列兩家公司分別通過大數(shù)據(jù)建模和機器學習，創(chuàng)建了兩種“學習法”測定血糖技術。CNOGA公司產(chǎn)品TensorTip CoG設備具有4個發(fā)光二極管光源，可發(fā)送波長600～1150 nm的光。當光通過手指，人體組織對光的吸收會使透過光改變顏色，用攝像傳感器檢測光譜的變化，同時采血測定血糖濃度，以建立血糖與光譜變化的相關性。通過反復學習和處理器的算法，對多達上億個色彩組合進行分析建模，最終能無創(chuàng)地計算出血糖濃度。另一款產(chǎn)品Gluco Track采用多模量方法，在耳垂部位測量超聲波、電磁和熱量的變化，來計算血糖濃度。由于血液生化標志物濃度一般都很低，加上皮膚厚度、組織結(jié)構等生物要素因人而異，學習和建模必須考慮個體差異，這或許會增加普及的難度。

拉曼光譜是一種非彈性散射模量，它的散射光波長不同于照射光波長，其效應源于分子振動與轉(zhuǎn)動?？茖W家已經(jīng)獲得多種化合物分子的拉曼光譜表征數(shù)據(jù)和指紋圖譜。由于水分子的拉曼散射極弱，拉曼光譜適合于水溶液中有機分子的無標記測定。用拉曼光譜技術在體外測定血糖、尿糖、白蛋白等的含量已有不少報道，測定體內(nèi)血液組分成為目前的研究熱點。但如同中紅外和近紅外光譜法，拉曼光譜特征信號弱、經(jīng)皮測定信噪比高，準確度和敏感度受到影響，而且儀器昂貴，暫時難以實際應用。采用表面增強拉曼光譜（SERS）方法可以有選擇性地放大靶標生物分子特定發(fā)色基團的振動，從而大大提高檢測靈敏度。但該方法應如何在體內(nèi)使用，仍在探索中。

總之，盡管還存在種種難題，智能可穿戴生物傳感設備無疑具有重要的價值和發(fā)展?jié)摿ΑＯ嚓P技術上的突破，將帶來醫(yī)療模式的深刻變化。

3.2 生物傳感器與活體測定

生物傳感器在活體測定方面具有重要意義。如神經(jīng)活動示蹤、腫瘤靶標的體內(nèi)識別、疾病或健康標志物的體內(nèi)濃度測定等。由于體內(nèi)環(huán)境的復雜性，對生物傳感器有特殊的要求，主要難題包括：體內(nèi)環(huán)境和非特異性成分的干擾，測定裝置的微型化，無創(chuàng)測定等。

神經(jīng)遞質(zhì)（如多巴胺）是神經(jīng)細胞分泌和傳遞給靶細胞的信息，它們調(diào)節(jié)人類行為和大腦功能。神經(jīng)遞質(zhì)的生物合成和代謝轉(zhuǎn)化異常，將導致嚴重疾病。多巴胺神經(jīng)傳遞在動機、學習、認知和運動調(diào)節(jié)中起主要作用，其水平異常被認為與成癮行為、神經(jīng)系統(tǒng)疾?。ㄈ缗两鹕　柎暮Ｄ『秃嗤㈩D氏?。⒕穹至寻Y和精神病關聯(lián)。體內(nèi)測定多巴胺有3種方法：（1）微透析采樣＋電化學法分析，屬于微創(chuàng)法，有約20 min的時間滯后。（2）正電子發(fā)射斷層掃描法（PET），屬于無創(chuàng)法，但設備昂貴，耗時長（40多分鐘）。（3）熒光光纖光度法，需要植入，屬于微創(chuàng)法，測定適時。由于多巴胺本身是電極活性物質(zhì)，電化學分析法是目前的主流技術，相關的生物傳感器已有酶電極、DNA修飾電極、適配子（Aptamers）修飾電極、分子印跡物（MIPs）修飾電極等。采用納米材料可以進一步實現(xiàn)微創(chuàng)分析，高時空分辨和抗電極活性物質(zhì)干擾是主要研究方向。

已經(jīng)報道的其他體內(nèi)測定和示蹤的對象還有NO（自由基信使分子）、乙醇與乙醛（神經(jīng)活性劑）等。

光遺傳學（Optogenetic）技術也有可能用于發(fā)展活體測定的生物傳感。在神經(jīng)調(diào)制的G蛋白偶聯(lián)受體（GPCR）信號過程中，有多種類型的分子光感受器可參與作用，如視蛋白（Opsins）、光活性蛋白、光開關分子和熒光蛋白等。它們或是天然的，或是基因重組的。分子光感受器受外部激發(fā)后產(chǎn)生構象變化，觸發(fā)GPCR信號通路。通過光激發(fā)和去光激發(fā)，實現(xiàn)細胞信號的調(diào)制，從而監(jiān)視體內(nèi)神經(jīng)活動。這類光感受器可以歸為分子生物傳感器類。

3.3 分子生物傳感與細胞分子影像

分子生物傳感器是由DNA或蛋白質(zhì)等生物大分子通過基因重組或DNA合成技術構成的傳感器，尤其適合細胞內(nèi)分子事件的探測。目前廣泛應用的分子傳感器主要有4類：分子信標（MB）、熒光能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)（FRET）、生物發(fā)光能量轉(zhuǎn)移系統(tǒng)（BRET）和雙分子熒光互補系統(tǒng)（BiFC）。它們通過自身的構象變化、光反應及光學活性變化來指示靶標生物分子在活細胞中的定位、運動和分布、分子之間相互作用、分子構象變化、酶活性檢測、細胞及亞細胞結(jié)構對環(huán)境變化和外生化合物作用的響應等。分子生物傳感器與超分辨顯微系統(tǒng)相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)單分子事件的成像檢測，這是傳統(tǒng)的生物傳感器難以企及的，對生命科學研究意義重大。目前，超分辨成像是在固定細胞上完成的，活細胞條件下的分子事件探測分辨率剛剛突破顯微鏡衍射極限（200 nm），如何在活細胞內(nèi)實現(xiàn)超高時空分辨的分子事件探測，仍然是挑戰(zhàn)。

3.4 生物反應工程過程的在線監(jiān)控

生物反應工程指通過規(guī)?；囵B(yǎng)微生物、植物或動物細胞來生產(chǎn)工業(yè)品、藥品或食品等的工藝過程。過程自動控制對提高生產(chǎn)率和節(jié)能環(huán)保有重要意義。已經(jīng)實現(xiàn)了物理和化學參數(shù)的檢測與控制，但生物參數(shù)如生物量、代謝物、底物和產(chǎn)物的在線監(jiān)測仍然是難題，主要障礙是生物元件不耐受生物反應器內(nèi)部的高溫高壓滅菌環(huán)境。目前的監(jiān)控方式是在生產(chǎn)過程中從生物反應器中采樣分析（又稱“離線分析”），或經(jīng)過濾器做引流分析。此外，由于缺乏合適的酶電極，對微生物中間代謝物的檢測也比較困難。借鑒合成生物學手段構建級聯(lián)（cascade）酶傳感器或全細胞代謝生物傳感系統(tǒng)，或許能夠解決這個問題。生物參數(shù)的在線監(jiān)控是生物反應工程過程實現(xiàn)全流程自動化的最后堡壘，亟待攻克。

3.5 生物傳感器與現(xiàn)場監(jiān)測

生物傳感設備因其便攜性和測定快速而十分適合現(xiàn)場應用。應用場景如：水體、土壤和大氣環(huán)境指標（有機物、重金屬等）的測定，污水處理工藝過程控制指標監(jiān)測，農(nóng)田肥力檢測，食品成分、添加劑及污染物的現(xiàn)場檢測，生物反恐現(xiàn)場偵檢，口岸檢疫及違禁化合物檢測，特殊環(huán)境（如航空、深海、極地等）的生物和環(huán)境指標監(jiān)測，重癥患者的床邊即時檢測（point-ofcaretesting，POST）監(jiān)護等。隨著人們生活質(zhì)量的提升，相關需求越來越旺盛。

3.6 生物傳感元件的穩(wěn)定性研究

生物傳感元件的穩(wěn)定性差仍然是其廣泛應用的最主要限制因素。目前有多種解決辦法：（1）通過分子進化或蛋白質(zhì)工程方法提升生物元件的穩(wěn)定性；（2）嗜極端環(huán)境生物的細胞元件通常穩(wěn)定性較好，可選作生物傳感敏感元件；（3）在生物敏感元件的貯存期添加穩(wěn)定劑和保護劑，以延長貨架壽命；（4）利用模擬酶或分子印跡技術取代天然酶，它們的穩(wěn)定性很好，但需要提升催化活性；（5）核酸適配子（aptamer）的穩(wěn)定性優(yōu)于蛋白質(zhì)分子，已在一些場合取代抗體用作分子識別元件；（6）利用無機納米材料的類酶效應來取代天然酶（主要是過氧化物酶），這是中國學者的創(chuàng)新性貢獻。

4 結(jié)語：借力大健康和學科交叉，實現(xiàn)生物傳感研究的卓越與引領，并造福社會

在中國，隨著經(jīng)濟發(fā)展，人們生活水平迅速提高，生活與工作方式改變，疾病譜也發(fā)生顯著性變化，代謝性疾病、腫瘤、心血管疾病等慢性病成為主要疾病負擔。此外，亞健康問題、食品安全問題、環(huán)境衛(wèi)生問題也為全社會所關注。為此，國家頒布了《“健康中國 2030”規(guī)劃綱要》，健康中國上升為國家戰(zhàn)略，推動大健康從概念走向?qū)嵤?，也因此使生物傳感研究獲得新的動力。生物傳感以其快速、準確、便攜等諸多特點，在慢病監(jiān)護與管理、POCT、遠程醫(yī)療與個體化醫(yī)療、食品安全與環(huán)境污染監(jiān)測等，將能發(fā)揮獨特的作用。為此，建議國家相關計劃和專項給予高度關注并加強部署。

生物傳感50年的持續(xù)發(fā)展，得益于生命科學、物理學、化學、材料科學和信息技術等多個學科交叉融合。如今，要滿足大健康發(fā)展的需求，生物傳感研究還存在一系列挑戰(zhàn)。新時期，合成生物學、人工智能、納米技術、大數(shù)據(jù)等新興學科領域的發(fā)展與融合，將可能產(chǎn)生新思想、新原理和新方法，促進生物傳感技術難題的解決，并提升生物傳感性能、賦予其新的功能和特性。中國生物傳感研究將借助大健康發(fā)展的外部動力和新興與交叉學科發(fā)展的內(nèi)在動力，實現(xiàn)學術上的卓越與引領，并造福社會。