用于cTnI检测的生物传感器的电路设计和实现开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

1.1 研究的背景与意义

心肌肌钙蛋白(cardiac troponin，ctn)是一种紧密附着于心肌收缩纤维上的调节蛋白，在心肌细胞受损后，随肌原纤维崩解破坏而不断释放进入血液，是现今心肌组织损伤时可在血液中检测到的特异性最高和敏感性最好的标志物。肌钙蛋白i(ctni)就是组成ctn三种亚基之一，是一种用来的诊断急性心肌梗死(acute myocardial infarction，ami）的标志物。而ami作为一种发病突然，急性期死亡率约为 30%的有心血管疾病，需要在早期诊断中能够快速、便捷的即时检测，才能更利于病患的有效救治，显著提高患者生存率。因此具有良好的敏感性和心肌特异性，在心肌损伤后的 1-3 小时就可以在外周血液中检测到临床意义的增高的ctni是当前效率最高的诊断ami的标志物^[1] ，早在2001年就被美国心脏病学会和心脏病协会选定为作为诊断ami和急性冠状动脉综合症危险分层的第一位标准。在当前越来越注重心血管疾病的临床快速检测环境下，它的高效率使它在临床医疗领域重要性日益提高。

目前ctni的检测可采用基于isfet的方法，即利用isfet的离子敏感膜对离子的选择性，感应离子浓度变化，输出漏源电流。且isfet也因其快速响应，高灵敏度等诸多优点在医疗检测领域有着重要发展，已经从神经元感测发展到了dna分子的检测，甚至向dna测序方向迈进^[2-3]。当然也有许多其它检测ctni的方法，例如用光刻法或荫罩法制作的纳米结构fet生物传感器测量，用基于mofs（metal-organic frameworks,mofs）材料的免标记生物传感器测量,或者用结合贵金属纳米粒子的光纤传感器的测量^[4-7]。但这些都是材料或生物传感器结构上突破，重点是提高生物传感器的灵敏度，实现更高精度测量。之后生物传感器的输出信号会输入到电化学工作站或半导体分析仪等设备检测，这些设备有着极好的噪声抑制作用，精度高、实用性强。但ctni越发注重在临床医疗中的作用，而且不仅是在医院的临床检测，还包含在患者家中或野外环境中的紧急诊断。而电化学工作站或半导体分析仪等设备是非常专业的设备，其体积较大、成本高昂，无法与便携带的生物传感器结合实现非医院环境下的紧急测量。所以利用微电流测量技术设计用于有效检测生物传感器信号的便携式微电流检测装置是十分有必要的。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本文针对目前ctni的微电流检测依靠电化学工作站或半导体分析仪等设备，且缺少对便携微电流检测装置研究的状况，拟根据基于isfet新型检测法的输出信号特点，提出相应的研究内容与拟采取方案，设计合适的微电流检测装置。

2.1研究目标与难题

2.1.1研究目标