目前测量生物标志物水平的方法既昂贵又复杂，需要在专门实验室进行活检和分析。利用带有集成激光器的传感器芯片来检测尿液样品中极低水平的癌蛋白生物标志物，这项设计比其他设计更为灵敏，并可能导致非侵入性和廉价的方法来检测指示疾病存在或进展的分子。新设计将为更快、更灵敏地检测生物标志物铺平了道路，这将使医生能够及时做出决定，从而改善包括癌症在内的医疗条件的个性化诊断和治疗。 这种生物传感器可以使即时医疗设备同时筛查各种疾病。它的操作简单，不需要复杂的样品处理或传感器操作，使其成为临床应用的理想选择。同时，这种传感器还具有非生物医学应用的潜力。例如，它还可用于检测不同类型的气体或液体混合物。 在微环谐振器中与产生激光的装置耦合的泵浦光。谐振器的表面装有捕获感兴趣分析物的探针（环上的红色锚定分子）环中的激光射入流体。当感兴趣的分析物（蓝色三角形）附着在捕获探针上时，这是由微环激光外部的场感应的，从而改变激光发射的频率。这种偏移可以非常精确地测量，允许以“特定”方式检测流过传感器的微量分析物（即，粉红色颗粒不与捕获层结合，因此不被检测到）。在图中，波导是绿色的（由诱导激光发射的掺杂剂上转换产生的真实颜色），可以看到一个微流控通道，其中不同的粒子从左到右流动。 创建高灵敏度传感器 新型传感器芯片通过用芯片上的微型磁盘激光器发出的光照射样品来检测特定分子的存在，当光与感兴趣的生物标记物相互作用时，该激光的颜色或频率以可检测的方式移动，为了对尿液样本进行检测，找到了光子材料氧化铝，因为当掺入离子时，它可用于制造在水的光吸收带之外的波长范围内发射的光，同时仍然能够精确检测生物标记物。虽然基于激光的频移监测传感器已经存在，但它们通常具有不容易集成在小的一次性光子芯片上的几何形状。氧化铝可以很容易在芯片上单片制造，并且与标准的电子制造程序兼容。使用微盘激光器，而不是其他类似传感器中使用的非激光环形谐振器，开启了前所未有的灵敏度之门。这种灵敏度来自于这样一个事实：激光的线宽比被动环形腔的共振要窄得多。一旦其他噪声源（如热噪声）被消除，此方法将允许在非常低的浓度下检测到来自生物标志物的非常小的频率偏移。 检测微小的生物标志物浓度 开发并应用了一种表面处理技术，可以捕捉到尿液等复杂液体中的生物标记物，然后用含有已知生物标记物水平的合成尿液对这种新型传感器进行测试。他们能够在低至300皮摩尔的浓度下检测到S100A4，在这个浓度范围内的检测显示了无标签生物传感平台的潜力。此外，使用开发的技术可以使检测模块非常简单，从而使其更接近实验室之外的最终应用，可开发各种涂层，从而可以并行检测多种生物标志物。

可开发利用软性神经植入物，这种物体可以植入大脑，并且通过使用智能手机进行无线控制，通过该植入物，药物和光脉冲可以无限量的输送到全身神经。该植入物使用可类似于乐高（Lego）的可替换药筒，能够通过低功耗蓝牙数据链，长期将药物或者光脉冲信号瞄准感兴趣的特定神经元，这种新型的植入物装置以强大的微纳米科技工程为基础，并且是采用目前先进的电子设计得以完成的。如果将这项设计再推进一步，争取能够将其植入大脑，并且在临床应用，造福人类。 软性神经植入物 这项创新大大优于传统方法。在此之前，只能通过刚性金属管和光纤来输送药物和光脉冲，除了设备笨重限制受试者的运动外，随着时间推移，植入物相对坚硬的结构还会导致软性脑组织损伤，因此不适合长期植入。虽然传统技术也已经采取了一些措施来缓解这些不足，例如通过软探针和无线平台来部分缓解不良组织反应，但是这样仍然无法长期提供药物和光脉冲输送，控制装置也过于庞大复杂，依然不是特别适用。为了实现缓慢无线药物输送，必须解决药物蒸发带来的关键挑战，而这种带有可替换药筒的神经装置，它可以确保药物充足。这些“即插即用”的药筒被组装成一个由微流体通道和微型发光二极管（比盐粒还小）组成的柔软超薄探针（头发丝厚度）的小白鼠大脑植入物，可以无限剂量的给药，以及传输光脉冲通过智能手机上简单明了的用户界面，神经科学家可以轻松的将任意混合的药物或者光脉冲输送到目标动物体内，而无需再在实验室内进行物理操作了。 界面控制 另外，利用这些无线神经装置，研究人员还可以轻松地建立全自动的动物研究，比如其中一只动物的行为可能通过出发光脉冲信号，或者药物输送，从而影响到其他动物。以前从未实现的慢性化学和光学神经调节，现在能够实现了。