德國研發(fā)測量人體內(nèi)各種藥物和標(biāo)志物的生物傳感器
據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道,德國美因茨約翰內(nèi)斯·古騰堡大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種植入式生物傳感器,可有望測量人體內(nèi)各種藥物和生物標(biāo)志物的濃度。與許多植入式器件不同,這種傳感器可以在皮膚下放置數(shù)月而不會(huì)被人體排斥或失去功能。該傳感器使用了被特定藥物分子受體包裹的金納米顆粒,當(dāng)目標(biāo)分析物與它們結(jié)合時(shí),這些金納米顆粒會(huì)反射特定波長的紅外光。研究人員可以從體外非侵入性地檢測到這種反射紅外光的變化,因此這項(xiàng)技術(shù)可滿足長期的生物傳感應(yīng)用。
可以在人體原地“駐留”很長時(shí)間的植入式生物傳感器,對于臨床應(yīng)用非常有意義,包括監(jiān)測體內(nèi)藥物或生物標(biāo)志物的濃度。然而,植入式傳感器通常會(huì)引起異物反應(yīng),導(dǎo)致免疫攻擊和纖維組織包裹,損害傳感器功能和生存能力。
為了解決上述限制問題,研究人員開發(fā)了一種皮下生物傳感器,它由懸浮在聚合物水凝膠中的金納米顆粒組成。水凝膠有助于減輕免疫排斥反應(yīng),并在人體內(nèi)充當(dāng)人造組織。金納米顆粒采用特定藥物分子受體進(jìn)行修飾。有趣的是,這種新型生物傳感器并沒有因?yàn)榻M織的生長而受損,可以長時(shí)間發(fā)揮傳感作用。
隨著血管和細(xì)胞“侵入”水凝膠,目標(biāo)分析物就更加接近懸浮在水凝膠中的金納米顆粒。然后,目標(biāo)分析物與包裹在金納米顆粒表面的受體相結(jié)合,導(dǎo)致金納米顆粒反射紅外光的波長變化。最后,研究人員可以通過微創(chuàng)方式(一種特殊的紅外讀取器)檢測皮膚上的這種“顏色”變化。
“我們習(xí)慣于彩色物體隨著時(shí)間的推移而褪色。然而,金納米顆粒不會(huì)被歲月“漂白”,能夠永久保持其顏色。研究人員Katharina Kaefer在一份新聞稿中說道:“由于金納米顆??梢院苋菀椎乇桓鞣N不同的受體包裹,因此它們是植入式生物傳感器的理想平臺(tái)?!?/p>
參與這項(xiàng)研究的另一位研究人員Carsten Soennichsen介紹說:“我們的植入式生物傳感器就像一個(gè)微不足道的紋身,比一便士大不了多少,厚度只有一毫米不到。到目前為止,研究小組已經(jīng)將該生物傳感器植入到無毛大鼠的皮膚下進(jìn)行了測試工作,用于檢測一種稱為‘卡那霉素’的抗生素,并且能夠檢測幾個(gè)月,性能沒有明顯下降?!?/p>
研究人員希望將這項(xiàng)生物傳感技術(shù)進(jìn)一步改進(jìn),未來不僅可以用于檢測多種藥物,還可以檢測生物標(biāo)記物。