感应器检测唾液 有望取代部分抽血采样

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來源:大纪元



美国科学家发明的新的生物感应器，能以高灵敏度检测唾液中的一些生物标记物，且有望取代部分的抽血采样。图为准备用于分析的唾液样本。(Georg Hochmuth/APA/AFP)

【大纪元2023年12月07日讯】（大纪元专题部记者吴瑞昌编译报导）医疗保健中的血液检查是常见的步骤，但抽血对于一些人来说是痛苦的。不久前，美国的科学家发明了新的生物感应器，能以高灵敏度检测唾液中的一些生物标记物，且有望取代部分的抽血采样，可以减轻一些人的痛苦。

血液检查是提供有关个人健康的黄金标准，因为血液可以测定出人体中的血糖、激素、血型、脂肪和细胞指数等重要资讯。不过，血液检查需要频繁刺破手指收集少量血液，或被训练有素的护士抽取静脉的血。

相较之下，唾液中含有许多生物标志物也可以用来进行健康诊断，且收集过程是非侵入性的。不过大多数分析唾液样本的机器，都需要专业的实验室和设备，进行高精度和高灵敏度的测试，但这些都需要专业的人员进行操作，且需要花费时间，从数小时到数天不等。

为此，美国的科学家发明了一种新的生物感应器，可以从唾液中检测出葡萄糖、单磷酸腺苷（一种与牙龈疾病相关的小分子，AMP）生物标记物。这种感应器有望提供一种既方便又准确的测试方法，提供家庭进行健康监测，且过程中无需针头。这项新的发明于今年11月22日发表在《美国化学学会》上，随后被十多家媒体引用和报导。

这种生物感应器由“电化学适配体”（Electrochemical aptamer-based，E-AB）方法改良而成。它透过涂有自组的适配体（链烷硫醇单层）在金电极上，并添加标靶（T）使得上面的适配体涂层和T能出现氧化还原反应产生电流，让感应器得以识别。

这些特性使得它可直接在未稀释、未刺激的人类全唾液中，进行连续、即时测量，且具有极高的灵敏度。若经过洗涤和储存在磷酸盐缓冲盐水中，还可重复使用。

因此，科学家们给感应器配上专门设计的DNA或RNA片段（适配体），与其所需目标结合时，可以产生电化学变化和可重复再利用。另外，测验结果能在15分钟内产生，这些特性有利于开发个人化的健康监测工具。

在初步测试中，科学家们发现AMP和葡萄糖浓度小于1mM时，E-AB感测器无法测量到讯号变化，只有在浓度大于10mM时才有讯号，这种结果降低了能发现唾液中葡萄糖和AMP的灵敏性。

为此，他们设计两种新的适配体，分别是3-trunc和6-trunc的变异体，放置在电极上，使感应器测量到的讯号增加。这种新的E-AB感测器变得更加灵敏，可以侦测到AMP和葡萄糖的浓度（解离常数），分别是∼0.1nM和∼0.05nM。

为了解改良后的E-AB感测器稳定性，科学家们做了一系列实验。结果显示，在未稀释的唾液中使用该仪器连续检测时，机器讯号刚开始会出现一些衰减，但之后呈稳定的状态，且能维持至少3天的稳定，这项结果让他们感到十分满意。

在15天实验中，多次使用解冻后唾液进行葡萄糖检测，发现该感应器都可以在7天内维持稳定检测，过程中还可以重复利用，只需黄金电极在4°C以下的1×PBS清洗和保存即可。

不过，若测试溶液中含有一定数量的镁离子（Mg2+）和钙离子（Ca2+），会影响到仪器的精确度，但科学家们表示可以透过其它方法减少这种干扰。

改良的E-AB感测器可以让患者在家中做简单且准确的测试，如果每次使用后清洗，他们的设备可在30秒后进行下一次测试，且感应器可以保持其灵敏度长达一周。

科学家们表示，这种简单的技术是第一个检测人类唾液中葡萄糖的技术，希望它能让家庭健康监测的侵入性更小且容易完成，特别是对于患有糖尿病等慢性病的人来说，用此方法可以减轻他们抽血时的痛苦。