仿细胞传感器可在10小时内持续监测血液变化
拉筹伯大学主导的研究团队从自然界获取灵感，开发出一种新型传感器，能够长时间追踪血液中分子浓度的细微变化，为实时个性化医疗带来重大突破。长期以来，血液检测面临一个重大挑战——血液成分易堵塞传感器表面，妨碍其提供准确的即时测量。这项成果发表于《ACS Sensors》杂志，为解决这一难题提供了新思路。
仿生设计实现高效分子检测
研究团队与澳大利亚联邦科学与工业研究组织（CSIRO）合作，设计出一种具有天然保护层、快速响应受体和高灵敏光学检测系统的传感器。其中，表面增强拉曼散射技术（SERS）被用于模拟细胞表面感知分子的机制。
该传感器首次实现了在未稀释血液样本中，连续10小时稳定检测抗生素万古霉素，且灵敏度未受影响。
“血液是检测分子最复杂的环境之一，”拉筹伯大学的Wren Greene副教授说道。“我们的传感器通过细胞状结构，能够有效过滤血液成分，实现超高灵敏的SERS检测。”
CSIRO的联合研究负责人韩明宇博士指出，尽管已有传感器能检测万古霉素，但该传感器的灵敏度提升了100倍，是首款可在血液中稳定运行的实用实时SERS传感器。
“该技术攻克了灵敏度、响应速度和表面污染三大难题，为个性化医疗中的分子实时监测奠定了基础。”韩博士补充道。
超高灵敏度带来的保护需求
表面增强拉曼散射（SERS）是一种通过光信号读取分子信息的光学技术，其灵敏度可达到单分子级别。然而，也正是这种高灵敏性使其极易受到环境干扰。
为应对这一问题，研究人员在传感器表面构建了一层由Lubris Biopharma公司提供的润滑素分子微结构，该结构能够有效防止血液成分附着在传感器表面。在这一保护层之下，快速响应的DNA适体受体被嵌入其中，用于捕获特定分子。
推动实时健康监测系统发展
Greene副教授表示，这项研究成果是迈向实时健康监测系统的关键一步，未来有望用于动态调节药物剂量，或在病情恶化前向医生发出预警。
“该传感器大大拓展了可检测分子的种类，包括低浓度激素、毒素和生物标志物。这对于疾病的早期发现和治疗反应评估至关重要。”
该传感器基于AlleSense公司的NanoMslide平台开发，展现出广泛的应用潜力。
拉筹伯大学杰出教授布莱恩·艾比指出，AlleSense正与大学合作推进临床规模的制造工艺。未来，研究团队的目标是开发出一种低成本、可大规模生产的试纸，其原理类似于常见的血糖试纸。
Mingyu Han 等，通过结合表面增强拉曼散射（SERS）与糖萼样结构，在未处理全血中实现了超灵敏的分子实时检测。相关成果发表于《ACS Sensors》（2026），DOI：10.1021/acssensors.6c00192。
期刊信息：ACS传感器