Złoty czujnik żyje pod skórą przez miesiące i mierzy leki i biomarkery

Naukowcy z Uniwersytetu Johannesa Gutenberga w Moguncji w Niemczech opracowali wszczepialny biosensor, który może mierzyć stężenia różnych biomarkerów i leków w organizmie. W przeciwieństwie do wielu wszczepianych urządzeń czujnik może pozostawać pod skórą przez wiele miesięcy bez odrzucania go przez organizm lub utraty funkcjonalności. System wykorzystuje nanocząsteczki złota wysadzane receptorami, które zmieniają kolor, gdy wiąże się z nimi analit, który jest przedmiotem zainteresowania. Naukowcy mogą wykryć tę zmianę koloru nieinwazyjnie z zewnątrz ciała. Technika ta może doprowadzić do długoterminowych technologii bioczujników.

Wszczepialne biosensory, które rezydują in situ przez dłuższy czas byłby bardzo przydatny do zastosowań klinicznych, w tym monitorowania stężeń leków lub biomarkerów w organizmie. Jednak wszczepione urządzenia zwykle wywołują reakcję na ciało obce, co powoduje atak immunologiczny i otorbienie tkanki włóknistej, co pogarsza działanie i żywotność czujnika.

Te ograniczenia zainspirowały powstanie najnowszego czujnika, który składa się z nanocząsteczek złota o stabilnym kolorze zawieszonych w polimerowym hydrożelu. Hydrożel pomaga zmniejszyć ryzyko odrzucenia immunologicznego i działa jak sztuczna tkanka w organizmie. Nanocząsteczki są modyfikowane receptorami aptamerowymi, które są specyficzne dla interesującej nas substancji, takiej jak lek. Co ciekawe, nowy czujnik nie jest osłabiany przez narastanie tkanki w jej obrębie, ale wymaga jej działania.

Gdy naczynia krwionośne i komórki atakują hydrożel, przybliżają one anality do zawieszonych w nich nanocząstek złota, umożliwiając receptorom aptamerowym osadzonym na ich powierzchni wiązanie się z analitami. Powoduje to zmianę koloru, która zmienia się w zależności od stężenia obecnej substancji. Naukowcy mogą następnie wykryć tę zmianę koloru przez skórę w sposób minimalnie inwazyjny.

„Jesteśmy przyzwyczajeni do blaknięcia kolorowych przedmiotów w czasie. Nanocząsteczki złota nie ulegają jednak wybieleniu, ale trwale zachowują swój kolor. Ponieważ można je łatwo pokryć różnymi różnymi receptorami, stanowią idealną platformę dla wszczepianych czujników ”- powiedziała Katharina Kaefer, badaczka zaangażowana w badanie, w komunikacie prasowym.

Konstrukcja hydrożelowa jest malutka. „Nasz czujnik jest jak niewidzialny tatuaż, niewiele większy od centa i cieńszy niż jeden milimetr” – powiedział Carsten Soennichsen, inny badacz zaangażowany w badanie. Jak dotąd zespół badawczy przetestował czujniki, wszczepiając je pod skórę bezwłosym szczurom. Czujniki te zostały przygotowane do wykrywania antybiotyku zwanego kanamycyną i były w stanie to robić przez kilka miesięcy bez znaczącej utraty wydajności.

Studiować w Nano Letters: Wszczepialne czujniki oparte na nanocząsteczkach złota do ciągłego długoterminowego monitorowania stężenia w organizmie

Przez: Johannes Gutenberg University Mainz

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *