洛桑联邦理工学院（EPFL）科学家利用合成生物学开发了新的纳米管生物传感器，提高了他们对复杂生物流体（如血液和尿液）的传感能力。
洛桑联邦理工学院（EPFL）科学家利用合成生物学开发了新的纳米管生物传感器，提高了他们对复杂生物流体（如血液和尿液）的传感能力。该研究发表在Journal of Physical Chemistry Letters上。
生物传感器是可以检测空气、或血液中的生物分子的装置。它们广泛用于药物开发、医学诊断和生物研究。出于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，科学家们目前正在努力开发高效便携的生物传感器装置。
目前正在开发的一些最有前景的光学生物传感器是使用单壁碳纳米管制成的。碳纳米管的近红外发射位于生物材料的光学透明窗口内。这意味着水、血液和组织（如皮肤）不会吸收发射的光线，使这些生物传感器成为植入式传感应用的理想选择。因此，这些传感器可以放置在皮肤下面，并且仍然可以检测光学信号，而不需要穿过表面刺穿电触点。
然而，生物流体中无处不在的盐在设计可植入装置时产生了普遍的挑战。已经证明，体内天然存在的盐浓度的波动会影响基于用单链DNA包裹的单壁碳纳米管的光学传感器的灵敏度和选择性。
为了克服其中的一些挑战，来自Ardemis Boghossianat EPFL实验室的一组研究人员使用合成生物学设计了稳定的光学纳米管传感器。合成生物学的使用赋予光学生物传感器更高的稳定性，使其更适合用于复杂流体（例如血液或尿液）甚至人体内的生物传感应用。
研究人员介绍：“我们所做的是用'xeno'核酸（XNA）包裹纳米管，或者能够耐受我们身体自然经历的盐浓度变化的合成DNA，以提供更稳定的信号。”该研究涵盖了在常见生物流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比传统上使用的DNA传感器更大的盐浓度范围内表现出更高的稳定性。
研究人员认为：“这实际上是第一次真正的合成生物学方法被用于纳米管光学领域，我们认为这些结果对于开发下一代光学生物传感器是令人鼓舞的，这些传感器对于植入式传感应用（例如连续监测）更有前景。”
文献信息: 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