感應器檢測唾液 有望取代部分抽血採樣

【2023年12月07日訊】(大紀元專題部記者吳瑞昌編譯報導)醫療保健中的血液檢查是常見的步驟,但抽血對於一些人來說是痛苦的。不久前,美國的科學家發明了新的生物感應器,能以高靈敏度檢測唾液中的一些生物標記物,且有望取代部分的抽血採樣,可以減輕一些人的痛苦。

血液檢查是提供有關個人健康的黃金標準,因為血液可以測定出人體中的血糖、激素、血型、脂肪和細胞指數等重要資訊。不過,血液檢查需要頻繁刺破手指收集少量血液,或被訓練有素的護士抽取靜脈的血。

相較之下,唾液中含有許多生物標誌物也可以用來進行健康診斷,且收集過程是非侵入性的。不過大多數分析唾液樣本的機器,都需要專業的實驗室和設備,進行高精度和高靈敏度的測試,但這些都需要專業的人員進行操作,且需要花費時間,從數小時到數天不等。

為此,美國的科學家發明了一種新的生物感應器,可以從唾液中檢測出葡萄糖單磷酸腺苷(一種與牙齦疾病相關的小分子,AMP)生物標記物。這種感應器有望提供一種既方便又準確的測試方法,提供家庭進行健康監測,且過程中無需針頭。這項新的發明於今年11月22日發表在《美國化學學會》上,隨後被十多家媒體引用和報導。

這種生物感應器由「電化學適配體」(Electrochemical aptamer-based,E-AB)方法改良而成。它透過塗有自組的適配體(鏈烷硫醇單層)在金電極上,並添加標靶(T)使得上面的適配體塗層和T能出現氧化還原反應產生電流,讓感應器得以識別。

這些特性使得它可直接在未稀釋、未刺激的人類全唾液中,進行連續、即時測量,且具有極高的靈敏度。若經過洗滌和儲存在磷酸鹽緩衝鹽水中,還可重複使用。

因此,科學家們給感應器配上專門設計的DNA或RNA片段(適配體),與其所需目標結合時,可以產生電化學變化和可重複再利用。另外,測驗結果能在15分鐘內產生,這些特性有利於開發個人化的健康監測工具。

在初步測試中,科學家們發現AMP和葡萄糖濃度小於1mM時,E-AB感測器無法測量到訊號變化,只有在濃度大於10mM時才有訊號,這種結果降低了能發現唾液中葡萄糖和AMP的靈敏性。

為此,他們設計兩種新的適配體,分別是3-trunc和6-trunc的變異體,放置在電極上,使感應器測量到的訊號增加。這種新的E-AB感測器變得更加靈敏,可以偵測到AMP和葡萄糖的濃度(解離常數),分別是∼0.1nM和∼0.05nM。

為了解改良後的E-AB感測器穩定性,科學家們做了一系列實驗。結果顯示,在未稀釋的唾液中使用該儀器連續檢測時,機器訊號剛開始會出現一些衰減,但之後呈穩定的狀態,且能維持至少3天的穩定,這項結果讓他們感到十分滿意。

在15天實驗中,多次使用解凍後唾液進行葡萄糖檢測,發現該感應器都可以在7天內維持穩定檢測,過程中還可以重複利用,只需黃金電極在4°C以下的1×PBS清洗和保存即可。

不過,若測試溶液中含有一定數量的鎂離子(Mg2+)和鈣離子(Ca2+),會影響到儀器的精確度,但科學家們表示可以透過其它方法減少這種干擾。

改良的E-AB感測器可以讓患者在家中做簡單且準確的測試,如果每次使用後清洗,他們的設備可在30秒後進行下一次測試,且感應器可以保持其靈敏度長達一週。

科學家們表示,這種簡單的技術是第一個檢測人類唾液中葡萄糖的技術,希望它能讓家庭健康監測的侵入性更小且容易完成,特別是對於患有糖尿病等慢性病的人來說,用此方法可以減輕他們抽血時的痛苦。

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