新型光学生物传感器可在几分钟内确诊败血症

　　败血症的确诊时间长短至关重要，而目前需要72小时。据悉，日前，洛桑联邦理工学院（école Polytechnique Fédérale de Lausanne, EPFL）生物纳米光子系统（Bionanophotonic Systems, BIOS）实验室的研究人员开发了一种光学生物传感器，可将败血症的确诊时间从几天缩短至几分钟。

资料图

　　据了解，这是一种基于纳米颗粒增强的数字等离子体成像便携式生物传感器。目前，相关研究成果发表于《Small》期刊。

　　该传感器采用光学超表面，由包含数十亿个纳米孔阵列的薄金片组成。超表面将光聚集在纳米孔周围，以实现精确的生物标记物检测。血液样本中的败血症生物标记物可通过发光二极管（LED）和CMOS相机检测。

　　为进行测试，研究人员将用于检测生物标记物的纳米颗粒溶液添加到样品中，并将该混合物分布于超表面。研究人员Alexander Belushkin表示：“任何含有捕获生物标记物的纳米颗粒，都会掉入纳米孔上抗体的‘陷阱’。”

　　当将LED用于超表面时，含有生物标记物的纳米颗粒会阻挡光穿过穿孔的超表面。这些纳米级的相互作用由CMOS相机成像，并实时进行高精度的数字计数。光学图像用于快速确认样品中是否存在疾病生物标记物及其浓度。

　　研究人员表示，由于该生物传感器使用等离激元，因此它可以由紧凑、低成本的元件制成，且仍具备与实验室诊断金标准相媲美的精确度。这种生物传感器既可用于筛查大量生物标记物，也可用于多种疾病的快速诊断。

　　在西班牙瓦尔德西布伦大学医院开展了使用该传感器检测一系列败血症或全身炎症反应综合征患者样本和健康受试者样本的测试，主要检测两种与败血症相关的生物标记物，即降钙素原和C反应蛋白的血清水平。测试结果与最终临床诊断和当前使用的免疫分析结果相吻合，表明该传感器的诊断结果准确、可靠，同时，其等离子体成像仪能够在不到15分钟的时间内就诊断出败血症和SIRS患者降钙素原的标准水平。

　　这种紧凑、低成本的传感器可以快速、准确地诊断败血症，是极具应用前途的解决方案。研究者称，现在迫切需要这种生物传感器，让医生可以快速、准确地诊断败血症，从而将患者的死亡率降至最低。”BIOS负责人Hatice Altug说：“我们相信，这种紧凑、低成本的生物传感器将成为救护车和医疗机构的重要诊断设备。”目前，该技术正在申请专利。

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