科学家开发便携式光学生物传感器，可在几分钟内确诊败血症
2020-02-14 09:37:04 来源：麦姆斯咨询 评论：0 点击：
据麦姆斯咨询报道，洛桑联邦理工学院研究人员开发了一种光学生物传感器，可将败血症的确诊时间从几天缩短至几分钟。这是一种基于纳米颗粒增强的数字等离子体成像便携式生物传感器。
败血症的确诊时间长短至关重要，而目前需要72小时。据麦姆斯咨询报道，洛桑联邦理工学院（École Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL）生物纳米光子系统（Bionanophotonic Systems, BIOS）实验室的研究人员开发了一种光学生物传感器，可将败血症的确诊时间从几天缩短至几分钟。这是一种基于纳米颗粒增强的数字等离子体成像便携式生物传感器。
该传感器采用光学超表面，由包含数十亿个纳米孔阵列的薄金片组成。超表面将光聚集在纳米孔周围，以实现精确的生物标记物检测。血液样本中的败血症生物标记物可通过发光二极管（LED）和CMOS相机检测。
便携式生物传感器可在几分钟内检测出败血症的生物标记物
为了进行测试，研究人员将用于检测生物标记物的纳米颗粒溶液添加到样品中，并将该混合物分布于超表面。研究人员Alexander Belushkin表示：“任何含有捕获生物标记物的纳米颗粒，都会掉入纳米孔上抗体的‘陷阱’。”
当将LED用于超表面时，含有生物标记物的纳米颗粒会阻挡光穿过穿孔的超表面。“这些纳米级的相互作用由CMOS相机成像，并实时进行高精度的数字计数。”EPFL研究人员Filiz Yesilkoy说道，他目前在威斯康星大学麦迪逊分校（University of Wisconsin-Madison, UW-Madison）担任助理教授。光学图像用于快速确认样品中是否存在疾病生物标记物及其浓度。
BIOS负责人Alexander Belushkin和Hatice Altug
研究人员表示，由于该生物传感器使用等离激元，因此它可以由紧凑、低成本的元件制成，且仍具备与实验室诊断金标准相媲美的精确度。这种生物传感器既可用于筛查大量生物标记物，也可用于多种疾病的快速诊断。
在西班牙瓦尔德西布伦大学医院（Vall d’Hebron University Hospital）开展了使用该传感器检测一系列败血症或全身炎症反应综合征（Systemic Inflammatory Response Syndrome, SIRS）患者样本和健康受试者样本的测试，主要检测两种与败血症相关的生物标记物，即降钙素原和C反应蛋白的血清水平。测试结果与最终临床诊断和当前使用的免疫分析结果相吻合，表明该传感器的诊断结果准确、可靠，同时，其等离子体成像仪能够在不到15分钟的时间内就诊断出败血症和SIRS患者降钙素原的标准水平。
这种紧凑、低成本的传感器可以快速、准确地诊断败血症，是极具应用前途的解决方案。Anna Fàbrega博士和Juan José González博士均表示：“现在迫切需要这种生物传感器，让医生可以快速、准确地诊断败血症，从而将患者的死亡率降至最低。”
BIOS负责人Hatice Altug说：“我们相信，这种紧凑、低成本的生物传感器将成为救护车和医疗机构的重要诊断设备。”目前，该技术正在申请专利。
相关研究成果发表于《Small》期刊，论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/smll.201906108。
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