陳根：構建新型生物傳感器，提高疾病檢測準確性_風聞

文/陳根

單分子測量，對於探究生命的微觀活動十分重要。但是，由於一些技術原因，測量單分子中的高能成分方法一直缺失。

在分子的測量中，所研究的分子需要在納米孔中停留一段時間，時間範圍從100萬分之一秒到10萬分之一秒不等。如果納米孔以某種方式將分子固定在一個位置上，那麼在這段時間內，大多數分子只能呆在納米孔的小體積中。

這意味着納米孔環境必須提供一定的屏障，例如增加靜電力或改變納米孔的形狀來使分子難以逃脱。而突破屏障所需的最小能量因不同類型的分子而異，這就對生物傳感器的高效性和準確性要求較高。

為此，科學家花費了30多年的時間研發了一款新型納米孔生物傳感器。

該傳感器為脂質雙分子層，包含一個直徑約2納米、被液體包圍的微小孔。當溶解在液體中的離子通過納米孔時會產生微小的電流，並且，當分子進入薄膜時其會部分阻礙電流的流動，從而起到識別特定分子大小和性質的作用。

另外，傳統的測量需要在不同的温度下進行，而該傳感器中的激光加熱系統能夠保證温度的調節在控制範圍內。相較於傳統測量方法需要30分鐘甚至更長的時間，該傳感器可以在不到2分鐘的時間內完成測量。

在實驗中，研究人員使用兩個小肽展示了這種傳感器。一種肽為血管緊張素，用於穩定血壓；另一種肽為神經緊張素，幫助調節多巴胺，這些分子主要通過靜電力跟納米孔相互作用。

當研究人員將帶帶電物質的金納米顆粒插入到納米孔中，這種帶電物質增強了跟分子之間的靜電相互作用。這就幫助揭示了分子是如何跟納米孔進行相互作用的，進而幫助科學家利用這些信息來確定檢測分子的最佳策略。

目前，該研究已經發表在Science Advances上，未來，該傳感器還將在檢測癌症、標記疾病分子、評估藥物方面發揮更多作用。