洛桑聯邦理工學院（EPFL）科學家利用合成生物學開發了新的納米管生物傳感器，提高了他們對複雜生物流體（如血液和尿液）的傳感能力。
洛桑聯邦理工學院（EPFL）科學家利用合成生物學開發了新的納米管生物傳感器，提高了他們對複雜生物流體（如血液和尿液）的傳感能力。該研究發表在Journal of Physical Chemistry Letters上。
生物傳感器是可以檢測空氣、或血液中的生物分子的裝置。它們廣泛用於藥物開發、醫學診斷和生物研究。出於對糖尿病等疾病中生物標誌物的持續、實時監測的需求日益增長，科學家們目前正在努力開發高效便攜的生物傳感器裝置。
目前正在開發的一些最有前景的光學生物傳感器是使用單壁碳納米管制成的。碳納米管的近紅外發射位於生物材料的光學透明窗口內。這意味著水、血液和組織（如皮膚）不會吸收發射的光線，使這些生物傳感器成為植入式傳感應用的理想選擇。因此，這些傳感器可以放置在皮膚下面，並且仍然可以檢測光學信號，而不需要穿過表面刺穿電觸點。
然而，生物流體中無處不在的鹽在設計可植入裝置時產生了普遍的挑戰。已經證明，體內天然存在的鹽濃度的波動會影響基於用單鏈DNA包裹的單壁碳納米管的光學傳感器的靈敏度和選擇性。
為了克服其中的一些挑戰，來自Ardemis Boghossianat EPFL實驗室的一組研究人員使用合成生物學設計了穩定的光學納米管傳感器。合成生物學的使用賦予光學生物傳感器更高的穩定性，使其更適合用於複雜流體（例如血液或尿液）甚至人體內的生物傳感應用。
研究人員介紹：“我們所做的是用'xeno'核酸（XNA）包裹納米管，或者能夠耐受我們身體自然經歷的鹽濃度變化的合成DNA，以提供更穩定的信號。”該研究涵蓋了在常見生物流體中發現的生理範圍內的不同離子濃度。通過監測納米管信號的強度和信號波長的變化，研究人員能夠驗證生物工程傳感器在比傳統上使用的DNA傳感器更大的鹽濃度範圍內表現出更高的穩定性。
研究人員認為：“這實際上是第一次真正的合成生物學方法被用於納米管光學領域，我們認為這些結果對於開發下一代光學生物傳感器是令人鼓舞的，這些傳感器對於植入式傳感應用（例如連續監測）更有前景。”
文獻信息: Alice J. Gillen, Justyna Kupis-Rozmysłowicz, Carlo Gigli, NilsSchuergers, Ardemis A. Boghossian. Xeno nucleic acid nanosensors for enhancedstability against Ion-Induced Perturbations. J. Phys. Chem. Lett., 2018, 9, pp4336–4343. DOI: 10.1021/acs.jpclett.8b01879
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