生物傳感器提供更簡單代謝物檢測解決方案

據(jù)麥姆斯咨詢報道，被稱為乳酸代謝物的全新概念生物傳感器，將電子傳輸聚合物和乳酸氧化酶結合，生成專門催化乳酸氧化的酶。乳酸與關鍵的醫(yī)療參數(shù)相關，所以對它進行檢測對醫(yī)療保健而言非常重要。

生物傳感器的性能取決于傳感電極和酶之間的電子轉換，酶活性位點與電極表面之間的距離縮小時，性能就會得到增加。氧化還原酶已經成為生物傳感器的最佳組成部分，因為他們實現(xiàn)電子轉移的能力補足了它們在綁定靶向和催化活動方面的特異性。

通常為實現(xiàn)良好通信所采取的措施包括對復雜電極的修改和補充額外的介質，其本質是在電極和酶之間保證氧化還原活性分子電子的流動。因此，迄今為止的生物傳感器在其目標代謝物和環(huán)境方面都受到限制。阻礙了生物傳感器在生物技術、農業(yè)和生物醫(yī)藥等不同領域的應用。它們的主要用途僅限用于糖尿病患者血糖監(jiān)測的體外電化學生物傳感器。

為了填補這一空白，來自阿卜杜拉國王科技大學（KAUST）的Sahika Inal和來自倫敦帝國理工學院（Imperial College London）、英國劍橋大學（University of Cambridge）的合作者們開發(fā)出一款生物傳感器，可以采用微米級晶體管結構來檢測任何感興趣的代謝物。

在器件進行概念驗證的核心階段，研究人員將乳酸氧化酶與所謂的有機電化學晶體管聚合物結合。這種電子傳輸聚合物可以同時作為高效率的開關和強大的信號放大器，它可以接受來自酶反應的電子，并通過多個氧化還原活性位點進行多次還原反應。

該聚合物還帶親水性側鏈，能夠促進乳酸氧化酶的分子間作用力，使酶更接近換能物質。從而促進電子通信，并進一步增強聚合物對乳酸的靈敏度。這些聚合物與酶的相互作用也避免了修改電極表面和對介質的使用。Inal解釋道，“這樣能夠簡化器件的制備。不同于以前的生物傳感器，該器件不需要參考電極，為設計提供了靈活性?！?/p>

Inal指出，“我們最大的挑戰(zhàn)在于為這款傳感器確定合適的材料，”跨越第一個障礙后，他的團隊在解讀生物傳感器的反應時遇到了驚喜，Inal補充道，“該設備的高效率讓我們感到驚訝！”

Inal在阿卜杜拉國王科技大學的團隊目前正在研究能夠檢測不同環(huán)境代謝物的器件設計。Inal表示，“該系統(tǒng)的前景最明確的應用是芯片實驗室乳酸傳感器?！边@種傳感器在可穿戴乳酸監(jiān)測裝置中作用較大。此外，這個新系統(tǒng)也為如何利用酶來生成和儲存能量增加了新的選擇。

審核編輯：符乾江