Tecnologia de sensor de imagem de ponto quântico

Vantagens:

1. Alta sensibilidade: pode detectar extinção de fluorescência, FRET e alterações de propriedades elétricas com alta precisão, além de detectar biomoléculas no nível picomolar ou mesmo femtomolar, fornecendo suporte para diagnóstico precoce de doenças e detecção de traçadores.

2. Ampla faixa de detecção dinâmica: as propriedades luminescentes são fáceis de regular e a resposta a diferentes concentrações de substâncias alvo é linear, podendo determinar com precisão o conteúdo em uma ampla faixa de concentração, atendendo às necessidades de detecção de diferentes concentrações, como poluentes ambientais.

3. Boa estabilidade e reprodutibilidade: Possui boa estabilidade química e fotoestabilidade, é menos afetado por fatores ambientais, possui um processo de preparação controlável, desempenho semelhante entre lotes e alta confiabilidade.

4. Funcionalização e integração convenientes: a superfície é fácil de modificar, pode reconhecer especificamente substâncias-alvo e pode ser integrada com uma variedade de materiais e dispositivos para pequenos sistemas de sensores multifuncionais, que são convenientes para detecção rápida no local e análise de alto rendimento.

Desvantagens:

1. Custo de comparação e consistência de qualidade: A tecnologia de preparação é complexa e cara, limitando aplicações em larga escala; há diferenças no tamanho e no desempenho dos pontos quânticos em diferentes, afetando a estabilidade e a confiabilidade do desempenho do sensor, e é necessário otimizar o processo e melhorar o controle de qualidade.

2. A segurança biológica é questionável: um nanomaterial, sua toxicidade biológica e impacto ambiental são insuficientemente estudados e podem interferir em processos fisiológicos in vivo, sendo necessária uma avaliação de segurança durante a aplicação

3. Desafios na integração de tecnologia: Há problemas de compatibilidade quando integrada com outras tecnologias, como quando integrada com dispositivos e sistemas existentes, há problemas com correspondência, transmissão de dados e coordenação de processamento, e é necessário desenvolver interfaces e tecnologias de integração compatíveis.

Otimização de desempenho:

1. Melhore a sensibilidade e a seletividade: projete estruturas de pontos quânticos eficientes, otimize estratégias de modificação de superfície, melhore a especificidade da interação com substâncias-alvo, desenvolva novos compostos e obtenha detecção simultânea de alta sensibilidade de múltiplas substâncias-alvo em amostras complexas.

2. Expanda o alcance de detecção: explore a aplicação na detecção de poluentes, biomarcadores raros e outros campos, e expanda o alcance de detecção de parâmetros comuns para indicadores biológicos e ambientais complexos.

Expansão da aplicação:

1. Aplicação aprofundada em biomedicina: o diagnóstico de doenças está se desenvolvendo em direção ao alerta precoce, diagnóstico preciso e tratamento personalizado, combinados com inteligência artificial e big data para obter triagem, classificação e avaliação de prognóstico de doenças; no desenvolvimento de medicamentos, monitoramento em tempo real do metabolismo de medicamentos in vivo e otimização de design e administração.

2. Internet das Coisas e detecção inteligente: amplamente utilizado em casas inteligentes, cidades inteligentes e outros campos, monitoramento em tempo real de parâmetros ambientais, status do equipamento, controle inteligente, como monitoramento do ambiente interno em edifícios inteligentes e ajuste automático do sistema.

Integração com nan: desenvolver novas estruturas, como nanofios de pontos quânticos, nanoarrays, etc., e usar nanotecnologia para obter montagem e integração precisas, além de construir sistemas de nanosensores de alto desempenho.

Integração com inteligência artificial: Use algoritmos de inteligência artificial para analisar profundamente sensor dados, obter interpretação inteligente dos resultados de detecção, diagnóstico de falhas e otimizar o design do sensor e os processos de detecção por meio de aprendizado de máquina, além de melhorar a inteligência e a eficiência da detecção.