细胞仿生传感器可连续10小时监测血液分子变化
细胞仿生传感器可连续10小时监测血液分子变化
拉筹伯大学领导的科研团队开发出一种新型仿生传感器，该传感器能够持续监测血液中微量分子的动态变化，为实现个性化实时医疗提供了坚实基础。此前，血液样本检测的一大挑战是血液成分容易堵塞传感器表面，从而阻碍稳定而长时间的读数。这项成果已在《美国化学学会传感器》（ACS Sensors）期刊上发表。
仿细胞结构设计助力传感器突破瓶颈
该研究团队联合CSIRO，采用了一种天然防护涂层润滑素（lubricin），结合快速响应的分子受体与高灵敏度的表面增强拉曼散射（SERS）技术，模拟细胞表面在分子感知和自我保护方面的机制。
研究人员首次在未经处理的血液样本中实现了对万古霉素的SERS检测，并在10小时的持续检测过程中未出现灵敏度下降。
“血液是所有物质中最具挑战性的检测样本之一，”研究负责人、拉筹伯大学副教授Wren Greene表示，“我们的传感器通过模拟细胞结构，成功过滤了血液中的干扰成分，从而实现了前所未有的SERS灵敏度。”
CSIRO研究联合负责人韩明宇博士指出，其他传感器虽然也能检测万古霉素，但该传感器的灵敏度高出约100倍，是首款能够在血液等复杂生物液体中工作的实时SERS传感器。
“这种设计突破解决了传统传感器在灵敏度、响应速度以及表面污染方面的多重难题，为个性化医疗中的分子动态监测开辟了新路径，”韩博士补充道。
高灵敏检测面临的保护难题
SERS是一种利用激光激发分子振动，从而读取分子信息的光学传感技术。其优势在于可识别单个分子，但正是这种极高的灵敏度，也使传感器容易受到样本中杂质的干扰。
为避免表面污染，研究人员在传感器表面覆盖了一层由Lubris Biopharma公司提供的润滑素薄膜，有效防止了血液成分的附着。在该保护层下方，快速响应的DNA适配体被嵌入，用于特异性捕获目标分子。
推进实时精准医疗的技术里程碑
格林副教授指出，这项技术是迈向实时健康监测系统的重要一步，有望实现药物剂量的自动调节，或在疾病恶化前为临床医生提供预警。
“该传感器大大拓展了检测的边界，使得我们能够捕捉低浓度激素、毒素及其他关键生物标志物，这对于疾病的早期识别和治疗反应监测具有重要意义。”
此外，这项研究也展示了如何突破分子检测中高灵敏度与快速响应之间的技术限制，为相关领域带来了新的研究方向。
该传感器基于AlleSense公司的NanoMslide技术平台构建，展现了其在实际应用中的潜力。
拉筹伯大学杰出教授布莱恩·艾比表示，AlleSense正与团队合作推动临床级别的传感器制造，未来目标是开发成本低廉、适合大规模使用的检测工具，其功能将类似血糖试纸。
Mingyu Han 等，ACS Sensors（2026）文章标题：基于表面增强拉曼散射与糖萼模拟结构的超灵敏实时分子检测技术。DOI：10.1021/acssensors.6c00192
期刊信息：ACS传感器
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