基于金纳米颗粒的生物传感器，可长期检测体内药物和生物标志物
2021-04-10 17:15:23   来源：麦姆斯咨询   评论：0   点击：

据麦姆斯咨询报道，德国美因茨约翰内斯·古腾堡大学的研究人员开发了一种植入式生物传感器，可有望测量人体内各种药物和生物标志物的浓度。与许多植入式器件不同，这种传感器可以在皮肤下放置数月而不会被人体排斥或失去功能。该传感器使用了被特定药物分子受体包裹的金纳米颗粒，当目标分析物与它们结合时，这些金纳米颗粒会反射特定波长的红外光。研究人员可以从体外非侵入性地检测到这种反射红外光的变化，因此这项技术可满足长期的生物传感应用。

可以在人体原地“驻留”很长时间的植入式生物传感器，对于临床应用非常有意义，包括监测体内药物或生物标志物的浓度。然而，植入式传感器通常会引起异物反应，导致免疫攻击和纤维组织包裹，损害传感器功能和生存能力。

为了解决上述限制问题，研究人员开发了一种皮下生物传感器，它由悬浮在聚合物水凝胶中的金纳米颗粒组成。水凝胶有助于减轻免疫排斥反应，并在人体内充当人造组织。金纳米颗粒采用特定药物分子受体进行修饰。有趣的是，这种新型生物传感器并没有因为组织的生长而受损，可以长时间发挥传感作用。

随着血管和细胞“侵入”水凝胶，目标分析物就更加接近悬浮在水凝胶中的金纳米颗粒。然后，目标分析物与包裹在金纳米颗粒表面的受体相结合，导致金纳米颗粒反射红外光的波长变化。最后，研究人员可以通过微创方式（一种特殊的红外读取器）检测皮肤上的这种“颜色”变化。

“我们习惯于彩色物体随着时间的推移而褪色。然而，金纳米颗粒不会被岁月“漂白”，能够永久保持其颜色。研究人员Katharina Kaefer在一份新闻稿中说道：“由于金纳米颗粒可以很容易地被各种不同的受体包裹，因此它们是植入式生物传感器的理想平台。”

参与这项研究的另一位研究人员Carsten Soennichsen介绍说：“我们的植入式生物传感器就像一个微不足道的纹身，比一便士大不了多少，厚度只有一毫米不到。到目前为止，研究小组已经将该生物传感器植入到无毛大鼠的皮肤下进行了测试工作，用于检测一种称为‘卡那霉素’的抗生素，并且能够检测几个月，性能没有明显下降。”

研究人员希望将这项生物传感技术进一步改进，未来不仅可以用于检测多种药物，还可以检测生物标记物。