细胞启发式传感器实现10小时无损血液监测

在拉筹伯大学主导的一项研究中，研究人员受自然界的启发，开发出一种新型传感器，能够持续追踪血液中微小的分子变化，为实时个性化医疗提供新的可能性。该技术成功克服了传统血液检测中的一个关键挑战：血液容易堵塞传感器，导致长时间测量的准确性下降。研究成果已发表于《ACS Sensors》期刊。

仿生结构赋予传感器卓越性能

研究团队与澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）合作，融合了天然保护层——润滑素、快速响应的受体分子，以及超灵敏的表面增强拉曼散射（SERS）检测方法，构建出一种类细胞结构的传感器，模拟了生物细胞表面的感知与自我保护机制。

该传感器首次成功在未经处理的血液样本中检测到抗生素万古霉素，且连续监测时间超过10小时，期间灵敏度始终稳定。

“血液是最难测量的复杂生物介质之一，”拉筹伯大学副教授、研究负责人Wren Greene表示，“我们的传感器通过细胞状结构成功过滤血液分子，从而实现高灵敏度的SERS检测。”

CSIRO联合研究负责人韩明宇博士指出，尽管其他传感器也能检测万古霉素，但本研究中所展示的传感器灵敏度高出1亿倍，是首款可在复杂液体（如血液）中运行的实用实时SERS传感器。

“这项技术成功解决了灵敏度、响应速度和表面污染等长期困扰该领域的问题，为实现个性化医疗中的即时分子监测铺平了道路。”韩博士补充道。

表面增强拉曼散射（SERS）是一种基于光学原理的技术，能够识别单个分子的信号，但其极端灵敏性也使其极易受到外界干扰。

为解决这一问题，研究人员采用了一种天然润滑素分子制成的显微保护层，由Lubris Biopharma提供，能有效防止非目标分子在传感器表面附着。该保护层内部嵌入了快速响应的DNA适体受体，用于捕获目标分子。

格林副教授强调，这项突破有助于推动实时健康监测系统的发展，未来有望在患者病情恶化前提供预警，或实现药物输送的动态调节。

“我们的传感器显著提升了可检测分子的浓度范围，使我们能捕捉到低浓度下出现的激素、毒素和生物标志物，这对疾病的早期发现与疗效评估具有重要意义。”

研究还展示了传感器基于AlleSense的NanoMslide平台，突显了其在临床应用中的潜力。

拉筹伯大学杰出教授Brian Abbey指出，AlleSense正与大学合作推进传感器的大规模临床级制造，未来团队的目标是开发出成本低廉、适合广泛使用的试纸产品，其设计灵感借鉴了现有的血糖试纸。

Mingyu Han 等，“利用表面增强拉曼散射结合糖萼模拟结构，在未处理全血中实现超灵敏实时分子感测”，ACS Sensors（2026）。DOI：10.1021/acssensors.6c00192

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