兩位研究人員Alice Gillen和NilsSchürgers使用新的DNA納米管復合物制作傳感器凝膠

據麥姆斯咨詢報道，瑞士洛桑聯邦理工學院（EPFL）的科學家們利用合成生物技術開發出全新的納米管生物傳感器，以期提升對復雜流體（如血液和尿液）的感知能力。

生物傳感器是一種可以檢測空氣、水或血液中生物分子的裝置。它們廣泛應用于藥物開發、醫學診斷和生物研究。

人們對糖尿病等疾病中的生物標志物進行持續、實時監測的需求日益增長，驅動科學家們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使用單臂碳納米管制作而成。碳納米管的近紅外光發射位于生物材料的光透明窗口內。

這就意味著水、血液和組織（如皮膚）不會吸收發射光，使這些生物傳感器成為植入式感知應用的理想選擇。因此這些傳感器能夠被放置在皮下，不需要用電觸點刺穿表面就可以檢測到光學信號。

然而，生物流體中無所不在的鹽成為設計植入式裝置時普遍需要面對的挑戰。體內天然存在的鹽濃度波動，被證明將會影響被單鏈DNA包裹的單臂碳納米管光學傳感器的靈敏度和選擇性。

為了克服其中的一些挑戰，來自瑞士洛桑聯邦理工學院Ardemis Boghossian實驗室的一組研究人員使用合成生物技術將光學納米管傳感器維持在穩定狀態。

合成生物學的使用賦予光學生物傳感器更高的穩定性，使其更適用于復雜流體類（如血液、尿液）生物感知應用，相關研究結果刊登在《物理化學快報》（Physical Chemistry Letters）雜志上。

該論文的第一作者，Alice Gillen領導研究了鹽是如何影響生物傳感器的光發射。團隊成員Ardemis Boghossian表示，“我們所做的就是用‘異種’核酸（‘xeno’ nucleic acids， XNA）或合成DNA包裹納米管，使得納米管能夠耐受人體自然經歷的鹽濃度變化，以生成一個更穩定的信號。”

該研究涵蓋了常見生物流體生理范圍內的不同離子濃度。通過監測納米管信號強度和波長的變化，研究人員得以驗證在更大的鹽濃度范圍內，通過生物工程制成的傳感器比傳統使用的DNA傳感器具有更高的穩定性。

Boghossian補充道，“這是合成生物方法首次真正應用于納米管光學領域。我們認為這些結果能夠推動下一代光學生物傳感器的開發，在植入式感知應用領域（如持續監測）開拓出更具前景的未來。”

審核編輯 黃昊宇