納米管生物傳感器取得重要進(jìn)展
作者:中國(guó)科學(xué)院成都有機(jī)化學(xué)有限公司 來(lái)源:http://www.sikpqwc.cn 日期:2015-08-26 10:18:17
現(xiàn)在化學(xué)家用碳納米管包裹聚合物開(kāi)發(fā)出的各種生化感受器,例如能檢測(cè)血液中的胰島素、一氧化氮和纖維蛋白原,這一領(lǐng)域的發(fā)展將使臨床生化診斷變得更簡(jiǎn)單更方便。
將碳納米管與這些聚合物結(jié)合可作為生物大分子的分析方法,但是最具有挑戰(zhàn)性的問(wèn)題是如何識(shí)別這些信號(hào)。波士頓東北大學(xué)生物分析化學(xué)家Heather Clark說(shuō),雖然傳感器與人體的兼容性是生物感受器重要的內(nèi)容,但目前進(jìn)步是巨大的。感受器長(zhǎng)期植入體內(nèi)面臨多種困難,一方面可以探頭被身體的疤痕組織包裹,結(jié)構(gòu)也可能被身體破壞。MIT化學(xué)工程師Michael Strano說(shuō),研究生物感受器的攻關(guān)重點(diǎn)是制造能同時(shí)感受多種目標(biāo)分子,并能長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)揮作用的感受器。
Strano小組用單碳納米管與各種聚合物進(jìn)行組合,然后用希望探測(cè)的生物分子進(jìn)行篩選,然后利用碳納米管受光照射發(fā)熒光的天然特征,有的分子能增加熒光強(qiáng)度,有的分子能抑制熒光強(qiáng)度,然后根據(jù)這些特點(diǎn)分析目標(biāo)分子的水平。
MIT科學(xué)家設(shè)計(jì)的傳感器是用碳納米管包埋聚合物和核苷酸混合物,這種感受器能結(jié)合和分析纖維蛋白原水平,纖維蛋白原是凝血功能關(guān)鍵分子,其水平能反映凝血功能紊亂、肝臟疾病,與心腦血管疾病發(fā)生有關(guān)。MIT納米技術(shù)專家GiliBisker說(shuō),這是第一次實(shí)現(xiàn)用感受器分析如此大的生物分子。Bisker在大會(huì)上表示,用纖維蛋白原水平感受器可對(duì)血液樣本進(jìn)行分析,也可以用于在體實(shí)時(shí)檢測(cè)。MIT團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出能植入皮下實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血糖和胰島素水平的感受器。他們希望將來(lái)制造成小貼片和無(wú)線設(shè)備,能將血糖和胰島素水平通過(guò)無(wú)線網(wǎng)傳輸。
MIT另一個(gè)生物醫(yī)學(xué)工程師Nicole Iverson團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出能探測(cè)一氧化氮的感受器,一氧化氮是一種自由基,也是一種氣體,與各種組織炎癥和腫瘤有關(guān)。利用水凝膠為基質(zhì),將這種傳感器埋植在動(dòng)物體內(nèi)連續(xù)工作超過(guò)400天沒(méi)有造成炎癥。一氧化氮感受器在小鼠血管內(nèi)也能發(fā)揮作用,甚至可以通過(guò)肺毛細(xì)血管,肺也是納米管毒性的靶器官。Iverson準(zhǔn)備將一氧化氮傳感器作為探測(cè)腫瘤細(xì)胞的工具,利用這種工具,外科醫(yī)生進(jìn)行手術(shù)切除腫瘤時(shí),可以作為分析腫瘤細(xì)胞是否徹底被清除的分析方法。
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