植入式傳感器可持續監測炎症水平

科技日報訊 （記者張佳欣）受大自然啓發，美國西北大學生物工程師團隊開發出一種植入皮下的傳感器，可即時跟蹤活體動物蛋白質水平的波動，測量炎症標誌物的變化。相關論文發表在《科學》雜誌上，標誌着醫學檢測領域的一個重要里程碑。

為了檢測生物體液中的蛋白質，科學家通常使用能與特異蛋白質結合的DNA受體。然而，這些受體功能過強，一旦結合蛋白質便難以釋放，因此無法即時測量血液蛋白質的波動。

此次，研究團隊從大自然中獲得靈感。他們觀察到蘋果樹搖動可使蘋果掉落，於是設想若能以類似方式搖動傳感器上的DNA受體以釋放蛋白質，即可實現傳感器即時重置。他們應用了一個交變電位電極，使DNA鏈產生振盪，從而成功釋放了蛋白質並重置了傳感器。

這些納米傳感器像一排排球狀的擺錘，每個擺錘都由一條雙鏈DNA繩組成。DNA鏈一端連接在電極上，另一端連接着一種能與特異目標蛋白質結合的DNA片段。當施加交變電場時，這些擺錘狀的傳感器來回擺動，從而在短短一分鐘內甩掉與之結合的蛋白質，並準備捕獲新的蛋白質。

在概念驗證實驗中，研究人員製造了一種可植入的微型傳感器裝置，其電極和傳感器被置於一根微針內。該裝置類似於連續血糖監測儀，放置在皮膚上，而微針能刺入皮膚以採集液體樣本。結果顯示，該傳感器準確且靈敏地測量了糖尿病大鼠體內的炎症蛋白質生物標誌物水平，測量結果與檢測體液中蛋白質的金標準實驗室方法高度一致。