仿生传感器可连续监测血液分子10小时而不损失灵敏度
拉筹伯大学领导的研究团队受生物细胞启发，开发出一种创新的传感器，能够在未处理的血液样本中连续检测微小分子超过10小时，且灵敏度不受影响。这项成果有望推动实时个性化医疗的发展。研究结果发表于《美国化学学会传感器》期刊。
仿细胞设计实现高灵敏检测
研究人员与CSIRO合作，设计出一种具有细胞状结构的传感器，结合天然保护层、快速响应分子受体和高灵敏度的表面增强拉曼散射（SERS）检测技术，模拟了细胞表面的分子识别机制。
该传感器首次实现了在未处理血液中对万古霉素抗生素的连续监测，且在10小时的测试中保持了稳定灵敏度。
“血液是检测分子最难的生物液体之一。”研究负责人、拉筹伯大学副教授Wren Greene表示，“我们的传感器设计借鉴了细胞的自我保护机制，能有效过滤血液中的干扰成分，实现高灵敏SERS检测。”
联合研究负责人、CSIRO的韩明宇博士指出，与现有技术相比，这种传感器的灵敏度提高了1亿倍，是首个能够在血液环境中稳定运行的实用型实时SERS传感器。
“这一传感器克服了灵敏度、响应速度和表面污染等长期挑战，为实时分子监测打开了新的可能性。”韩博士补充道。
超高灵敏度需要防护机制
表面增强拉曼散射（SERS）作为一种光谱技术，能够检测单分子级别的信号，但其极高的灵敏度也使传感器极易受到血液中其他成分的干扰。
为了解决这一问题，研究人员使用了一种由Lubris Biopharma提供的天然润滑素分子，构建了一层纳米级的保护膜，模拟细胞外的生物糖萼结构，有效防止了非目标物质的吸附。
在这层保护结构中，研究人员嵌入了快速响应的DNA适体受体，用于捕捉和识别目标分子。
推动个性化医疗向实时化发展
格林副教授表示，这项研究成果是向实时健康监测系统迈出的重要一步。未来，这类传感器可用于自动调节药物剂量或在疾病恶化前向医护人员发出预警。
“我们的传感器显著扩展了可检测分子的范围，使我们能够识别低浓度的激素、毒素以及生物标志物，这在早期疾病诊断和治疗反应评估中至关重要。”
该传感器基于AlleSense公司的NanoMslide平台构建，展示了其在临床检测中的应用潜力。
拉筹伯大学杰出教授布莱恩·艾比指出，AlleSense正在与大学合作推进该技术的临床级制造。研究团队下一步的目标是开发出低成本、可大规模生产的试纸，其性能可与血糖试纸媲美。
Mingyu Han 等人开发的这项技术，题为“结合糖萼模拟结构实现未处理全血中的超灵敏实时分子检测”，发表于《ACS Sensors》（2026），DOI：10.1021/acssensors.6c00192。
期刊信息：ACS传感器