植入式传感器可持续监测炎症水平

可连续监测血糖的微型装置。图片来源：美国西北大学

科技日报讯(记者张佳欣)受大自然启发，美国西北大学生物工程师团队开发出一种植入皮下的传感器，可实时跟踪活体动物蛋白质水平的波动，测量炎症标志物的变化。相关论文发表在《科学》杂志上，标志着医学检测领域的一个重要里程碑。

为了检测生物体液中的蛋白质，科学家通常使用能与特异蛋白质结合的DNA受体。然而，这些受体功能过强，一旦结合蛋白质便难以释放，因此无法实时测量血液蛋白质的波动。

此次，研究团队从大自然中获得灵感。他们观察到苹果树摇动可使苹果掉落，于是设想若能以类似方式摇动传感器上的DNA受体以释放蛋白质，即可实现传感器实时重置。他们应用了一个交变电位电极，使DNA链产生振荡，从而成功释放了蛋白质并重置了传感器。

这些纳米传感器像一排排球状的摆锤，每个摆锤都由一条双链DNA绳组成。DNA链一端连接在电极上，另一端连接着一种能与特异目标蛋白质结合的DNA片段。当施加交变电场时，这些摆锤状的传感器来回摆动，从而在短短一分钟内甩掉与之结合的蛋白质，并准备捕获新的蛋白质。

在概念验证实验中，研究人员制造了一种可植入的微型传感器装置，其电极和传感器被置于一根微针内。该装置类似于连续血糖监测仪，放置在皮肤上，而微针能刺入皮肤以采集液体样本。结果显示，该传感器准确且灵敏地测量了糖尿病大鼠体内的炎症蛋白质生物标志物水平，测量结果与检测体液中蛋白质的金标准实验室方法高度一致。