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- 美開發(fā)皮下植入式碳納米管傳感器
- 來源:A href="http://www.jsxlzzp.com" target=_blank>賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2015/10/21
麻省理工學(xué)院的研究人員開發(fā)出一種碳納米管傳感器,被植入皮膚下后,可全年實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)活體動(dòng)物體內(nèi)的分子活動(dòng),如炎癥反應(yīng)即產(chǎn)生一氧化氮(NO)的過程,或監(jiān)測(cè)血糖或胰島素水平,而無(wú)需再像傳統(tǒng)方式那樣采取血樣。該研究結(jié)果發(fā)表在《自然·納米技術(shù)》上。
一氧化氮是活細(xì)胞中較重要的信號(hào)分子,具有在大腦內(nèi)運(yùn)送信息及調(diào)整免疫系統(tǒng)的功能。在許多癌細(xì)胞中,其水平是波動(dòng)的,但很少有人知道一氧化氮在健康細(xì)胞和癌細(xì)胞內(nèi)的表現(xiàn)方式。麻省理工學(xué)院化學(xué)工程教授邁克爾·斯特拉諾說:“一氧化氮在癌癥演進(jìn)過程中扮演著矛盾的角色,為了更好地了解它,我們需要新的工具。該傳感器提供了一個(gè)用于體內(nèi)實(shí)時(shí)測(cè)量一氧化氮及其他潛在分子活動(dòng)的新手段!痹谶@項(xiàng)新研究中,研究人員修改了碳納米管,創(chuàng)建了兩個(gè)不同類型的傳感器:一個(gè)可以被注射到血液中用于短期監(jiān)測(cè);另一個(gè)可嵌入到凝膠中,以便植入肌膚用于長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。
就短期監(jiān)測(cè)而言,為了使納米粒子可注射,艾弗森附加了聚乙二醇(PEG),一種可以抑制血液中粒子聚集的生物相容性聚合物。她發(fā)現(xiàn),當(dāng)注射到小鼠體內(nèi),可流動(dòng)的顆粒通過肺和心臟時(shí)沒有造成任何損害。大部分的顆粒積聚在肝臟中,在那里它們可以監(jiān)視與炎癥有關(guān)的一氧化氮。
較長(zhǎng)期的傳感器則被嵌入在由藻酸鹽制成的凝膠中,一旦這種凝膠被植入老鼠皮下,可在一個(gè)地方停留并保持功能400天,甚至持續(xù)更長(zhǎng)的時(shí)間。這種傳感器可用于監(jiān)測(cè)癌癥或其他炎癥性疾病、人造髖關(guān)節(jié)患者的免疫反應(yīng)或其他植入裝置!
研究帶頭人博士后妮可·艾弗森在斯特拉諾實(shí)驗(yàn)室制造出了可用作長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)的碳納米管傳感器,并將其植入糖尿病患者的皮膚下,以監(jiān)測(cè)他們的血糖或胰島素水平。研究人員用近紅外激光器照射這些傳感器,即可讀出其產(chǎn)生的近紅外熒光信號(hào),以判斷碳納米管和其他背景熒光之間的差異!
大多數(shù)糖尿病患者必須每天數(shù)次刺破其手指以采取血樣。雖然有可以附著在皮膚上的電化學(xué)葡萄糖傳感器,但這些傳感器至多只能持續(xù)一個(gè)星期,因?yàn)殡姌O會(huì)刺穿皮膚,有感染的危險(xiǎn)。這種新型傳感器可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)血糖與胰島素,而不必刺穿患者的手指。
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