新型生物傳感器將成為診斷和監(jiān)測疾病的首選工具

瑞士研究人員近日利用發(fā)光蛋白開發(fā)出一種新型生物傳感器，僅用一滴血就能精確測定人體代謝物水平，有望因準(zhǔn)確性高、操作簡單而成為診斷和監(jiān)測多種疾病的首選工具。

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代謝物是人體新陳代謝產(chǎn)生的化合物，疾病或損傷可導(dǎo)致血液中代謝物的水平發(fā)生顯著變化。例如，血液苯丙氨酸水平的升高是遺傳病苯丙酮尿癥的特征。該病患者必須定期檢測血液中的苯丙氨酸水平。目前的檢測手段需將血樣送達(dá)實(shí)驗(yàn)室，而幾天后結(jié)果才能送達(dá)患者，這種延遲導(dǎo)致疾病診療管理的復(fù)雜化。

為此，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院和德國馬克斯·普朗克醫(yī)學(xué)研究所的研究人員開發(fā)了一種在幾分鐘內(nèi)測量血樣中代謝物濃度的方法。他們在最新一期美國期刊《科學(xué)》發(fā)表了研究報(bào)告。

研究人員利用一種發(fā)光蛋白開發(fā)出了新型生物傳感器，它可通過不同的酶催化反應(yīng)改變顏色，這意味著可以通過分析發(fā)光的顏色來確定代謝物濃度。使用不同的酶催化反應(yīng)，同一傳感器就能測定包括苯丙氨酸、谷氨酸、葡萄糖等各種代謝物的水平。

以測量苯丙氨酸水平為例，先從患者手指采一滴血，然后將血樣加入反應(yīng)緩沖液中再用于含生物傳感器的試紙。當(dāng)苯丙氨酸超出正常水平時(shí)，傳感器發(fā)出的光會從藍(lán)色變?yōu)榧t色，這種變化用日常數(shù)碼相機(jī)或智能手機(jī)都能檢測到。最后通過顏色變化來計(jì)算苯丙氨酸濃度。整個(gè)過程只需10分鐘到15分鐘。

由于操作簡單準(zhǔn)確，患者自己就能進(jìn)行測試。研究人員目前正在尋找進(jìn)一步簡化測試并實(shí)現(xiàn)自動化操作的方法。