改进可植入传感的生物传感器

这篇论文的两位作者Alice Gillen和Nils Schürgers用新的dna纳米管复合物制造传感器凝胶。

来源:亚历山德拉公诉

生物传感器是一种可以检测空气、水或血液中的生物分子的装置。它们广泛应用于药物开发、医学诊断和生物研究。对糖尿病等疾病中生物标志物的持续实时监测的需求日益增长，目前正推动开发高效便携生物传感器设备的努力。

目前正在开发的一些最有前途的光学生物传感器是用单壁碳纳米管制造的。碳纳米管的近红外光发射处于生物材料的光学透明窗口内。这意味着水、血液和皮肤等组织不会吸收发出的光，这使得这些生物传感器非常适合植入传感应用。因此，这些传感器可以被放置在皮肤下面，光信号仍然可以被检测到，而不需要电接触穿过表面。

然而，盐在生物液体中无处不在，这给设计可植入设备带来了普遍的挑战。研究表明，体内自然发生的盐浓度波动会影响光学传感器的灵敏度和选择性。光学传感器是基于包裹着单链DNA的单壁碳纳米管。

为了克服这些挑战，洛桑联邦理工学院(École Federale de Lausanne, EPFL)的Ardemis Boghossian实验室的一组研究人员利用合成生物学技术设计了稳定的光学纳米管传感器。合成生物学的使用增加了光学生物传感器的稳定性，使它们更适合于在复杂的液体(如血液或尿液，甚至人体内部)中使用生物传感应用。

“我们所做的是用‘异种’核酸(XNA)包裹纳米管，或合成DNA，可以容忍我们身体自然承受的盐浓度的变化，以传递更稳定的信号，”阿德米斯·博戈西恩说。该论文的主要作者Alice Gillen领导了研究某些盐如何影响生物传感器的光学发射的工作。

该研究涵盖了在普通生物液体中发现的生理范围内的不同离子浓度。通过监测纳米管信号的强度和信号波长的变化，研究人员能够验证生物工程传感器在更大范围的盐浓度下比传统的DNA传感器表现出更大的稳定性。

“这真的是第一次真正的合成生物学方法被用于纳米管光学领域，”Boghossian说。“我们认为这些结果对开发下一代光学生物传感器是鼓舞人心的，在可植入式传感应用方面，如持续监测方面，更有前景。”