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中国生物工程杂志

CHINA BIOTECHNOLOGY
中国生物工程杂志  2022, Vol. 42 Issue (9): 124-132    DOI: 10.13523/j.cb.2204058
专利     
基于专利分析的生物传感器发展态势研究*
王成1,高倩1,张凌恺1,史建国2,陈禹保3,4,**()
1.中国科学院武汉文献情报中心 武汉 430071
2.山东省科学院生物研究所 济南 250103
3.中国医学科学院医学实验动物研究所 北京 100021
4.中国生物工程学会 北京 100101
Development Trend of Biosensors Based on Patent Analysis
WANG Cheng1,GAO Qian1,ZHANG Ling-kai1,SHI Jian-guo2,CHEN Yu-bao3,4,**()
1. Wuhan Library, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China
2. Biology Institute of Shandong Academy of Sciences, Jinan 250103, China
3. Institute of Laboratory Animal Sciences, Chinese Academy of Medical Sciences, Beijing 100021, China
4. Chinese Society of Biotechnology, Beijing 100101, China
 全文: PDF(3329 KB)   HTML
摘要:

生物传感器将固定化的生物敏感材料作为识别元件,具有体积小、专一性强、响应快、准确度高等特点,市场应用前景广阔。近年来,生物传感器技术发展迅速,研究成果不断涌现。为更好地了解我国生物传感器研究现状,进一步促进生物传感器行业健康快速发展,基于IncoPat专利数据库,利用ITGinsight作为文献分析工具,对全球范围内生物传感器领域的总体研究态势、区域布局、技术构成及研究热点等方面进行专利分析,并对核心专利进行识别。结果表明,我国生物传感器领域的专利数量排在世界前列,但科研实力存在区域分布不均衡、企业研发实力不强、关键核心技术不足等问题。针对这些问题,提出我国生物传感器技术的未来发展策略。

关键词: 生物传感器文献分析专利分析核心专利    
Abstract:

Biosensor is immobilized biosensitive material as identification element, which has the characteristics of small size, high specificity, fast response and high accuracy, possessing a broad market application prospect. In recent years, biosensor technology has developed rapidly, and research achievements have emerged continuously. In order to better understand the research status of China’s biosensor industry and further promote its healthy development, based on the IncoPat patent database, ITGinsight is used as a literature analysis tool. The overall research situation, regional layout, technical composition and research hotspots in the field of internal biosensors are analyzed, and the core patents are identified. The results show that although China ranks first in the world in the number of biosensor patents, there are problems such as unbalanced regional distribution of scientific research strength, weak research and development strength of enterprises, and inadequate mastery of key core technologies. Finally, corresponding countermeasures are put forward according to the shortcomings of biosensor research in China, which can provide reference for the rapid development strategy of biosensor technology in China.

Key words: Biosensor    Literature analysis    Patent analysis    Core patents
收稿日期: 2022-04-22 出版日期: 2022-10-10
ZTFLH:  G255TP212  
基金资助: * 中国科协“科创中国”科技服务团(2021KJFWT01-1)
通讯作者: 陈禹保     E-mail: chenyubao@cnilas.org
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王成
高倩
张凌恺
史建国
陈禹保

引用本文:

王成,高倩,张凌恺,史建国,陈禹保. 基于专利分析的生物传感器发展态势研究*[J]. 中国生物工程杂志, 2022, 42(9): 124-132.

WANG Cheng,GAO Qian,ZHANG Ling-kai,SHI Jian-guo,CHEN Yu-bao. Development Trend of Biosensors Based on Patent Analysis. China Biotechnology, 2022, 42(9): 124-132.

链接本文:

https://manu60.magtech.com.cn/biotech/CN/10.13523/j.cb.2204058        https://manu60.magtech.com.cn/biotech/CN/Y2022/V42/I9/124

图1  生物传感器的结构
图2  生物传感器领域专利申请量年度分布
图3  生物传感器领域专利公开地排名
图4  生物传感器领域专利申请人全球排名
图5  生物传感器领域专利申请人中国排名
图6  生物传感器领域专利申请量中国省市排名
图7  世界生物传感器领域技术构成情况
序号 IPC分类号(大组) 含义说明
1 G01N27 用电、电化学或磁的方法测试或分析材料(G01N3/00至G01N25/00优先;电或磁变量的测量或试验,材料的电磁性能的测试或试验入G01R)
2 G01N33 利用不包括在G01N1/00至G01N31/00组中的特殊方法来研究或分析材料
3 C12Q1 包含酶、核酸或微生物的测定或检验方法(带有条件测量或传感器的测定或试验装置,如菌落计数器入C12M1/34);其组合物;这种组合物的制备方法
4 G01N21 利用光学手段,即利用亚毫米波、红外光、可见光或紫外光来测试或分析材料(G01N 3/00至G01N 19/00优先)
5 A61B5 用于诊断目的的测量(放射诊断入A61B6/00;超声波、声波或次声波诊断入A61B8/00);人的辨识
6 C12M1 酶学或微生物学装置
7 C12N15 突变或遗传工程;遗传工程涉及的DNA或RNA,载体(如质粒)或其分离、制备或纯化;所使用的宿主(突变体或遗传工程制备的微生物本身入C12N1/00、C12N5/00、C12N7/00;新的植物入A01H;用组织培养技术再生植物入A01H4/00;新的动物入A01K67/00;含有插入活体细胞的遗传物质以治疗遗传疾病的药剂的应用,基因疗法入A61K48/00,一般肽入C07K)
8 C07K14 具有多于20个氨基酸的肽;促胃液素;生长激素释放抑制因子;促黑激素;其衍生物
9 B01L3 实验室用的容器或器皿,如实验室玻璃仪器(瓶子入B65D;酶或微生物学用的设备入C12M1/00);点滴器(量体积的容器入G01F)
10 G06K9 用于阅读或识别印刷或书写字符或者用于识别图形,如指纹的方法或装置(用于图表阅读或者将诸如力或现状态的机械参量的图形转换为电信号的方法或装置入G06K11/00;语音识别入G10L15/00)
表1  生物传感器领域IPC(国际)专利分类号(大组)含义说明
图8  生物传感器领域技术主题分布
图9  生物传感器领域技术演化
标题 专利所有人 专利号 申请日期 是否
有效
Enzyme electrode structure Nok Corp US6156173A 2000-01-18
Surgical instruments including MEMS devices Tyco Healthcare
Group Lp
AU2009200903A1 2009-03-06
Biosensor membranes composed of polymers containing heterocyclic nitrogens Thera Sense Inc. US20030042137A1 2002-05-14
Glucose biosensor M. Biotech Inc. US6475750B1 2000-08-23
Healthcare monitoring system Kimberly Clark
Worldwide Inc.
US20040100376A1 2002-11-26
Biosensor, iontophoretic sampling system, and methods of use thereof Cygnus Inc. US20030135100A1 2003-01-29
Anti-inflammatory biosensor for reduced biofouling and enhanced sensor performance Medtronic MiniMed Inc. US20030199837A1 2002-04-22
刺血针一体型传感器、测定装置、生物传感器用盒、以及刺血针一体型传感器用测定装置 松下电器产业株式会社 CN1455654A 2002-01-21
System and method for coding information on a biosensor test strip Beaty Terry US20050279647A1 2005-04-01
传感装置、设备和系统及其操作方法 格拉斯哥大学行政评议会 CN101150985A 2006-02-10
用于实现用于生物传感器的基于阈值的校正函数的方法和装置 拜尔健康护理有限责任公司 CN1938589A 2005-03-31
Porous silicon-polymer composites for biosensor applications Joon Hyung Jin;
Evangelyn C Alocilja
US20090181441A1 2008-11-26
Label-free biosensors based upon distributed feedback laser Brian T Cunningham;
Meng Lu
US20090179637A1 2008-12-29
Miniaturised biosensor with optimized anperimetric detection Diagnoswiss Sa;
Biomerieux Sa
GB0607205D0 2006-04-10
Device and methods for detecting analytes in saliva Koninklijke Philips
Electronics N V
EP2128617A1 2008-05-27
表2  生物传感器领域部分核心专利
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[3] Metkar S K, Girigoswami K. Diagnostic biosensors in medicine - a review. Biocatalysis and Agricultural Biotechnology, 2019, 17: 271-283.
doi: 10.1016/j.bcab.2018.11.029
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[5] 张先恩. 生物传感发展50年及展望. 中国科学院院刊, 2017, 32(12): 1271-1280.
Zhang X E. Biosensors: 50 years development and future perspectives. Bulletin of Chinese Academy of Sciences, 2017, 32(12): 1271-1280.
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Zhang Z Y, Chen Y, Song L J, et al. Advances in the application of field effect transistor biosensor in biomedical detection. China Biotechnology, 2021, 41(10): 73-88.
[7] 韩雪清, 杨泽晓, 林祥梅. 极具应用前景的生物学检测技术——生物传感器. 中国生物工程杂志, 2008, 28(5): 141-147.
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