科學(xué)家研發(fā)世界首個超聲波生物傳感器 有望實現(xiàn)實時腫瘤追蹤

據(jù)外媒New Atlas報道，超聲波已經(jīng)成為顯示人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)必不可少的工具，但是隨著人體對藥物或疾病的反應(yīng)，超聲波能否提供更詳細(xì)、更動態(tài)的圖像？澳大利亞科學(xué)家利用該技術(shù)開發(fā)了他們所謂的世界上第一個超聲波生物傳感器，并表示這種傳感器可用于以較低成本監(jiān)測腫瘤或揭示中風(fēng)的影響。

可以植入體內(nèi)的微小、無毒的生物傳感器可以為醫(yī)生和研究人員提供有關(guān)不同身體過程的全新視角。這些可能是電池供電的設(shè)備，通過皮膚檢測微妙的運動來跟蹤呼吸和心率；也可以是其他設(shè)備，通過監(jiān)視周圍的組織來揭示人體對植入的假體的反應(yīng)。

澳大利亞蒙納士大學(xué)的科學(xué)家則著手開發(fā)一種生物傳感器，該傳感器可以通過超聲波監(jiān)測體內(nèi)的藥物水平和生物分子。如今的超聲成像依賴于由充氣微氣泡組成的造影劑，然而這些造影劑最多只能工作20分鐘左右，所以該團(tuán)隊將目光投向了具有更大持久力的解決方案。

這導(dǎo)致他們開發(fā)出由涂有甲基丙烯酸聚合物的二氧化硅核組成的納米顆粒，這使得顆粒對pH值有響應(yīng)。這些可以植入到組織深處，在其中pH值的變化會導(dǎo)致粒子剛度的變化，可以由體外的標(biāo)準(zhǔn)超聲波掃描儀獲取。這在模擬生物組織、小鼠尸體組織和活小鼠的凝膠體模中得到了證明。

研究人員認(rèn)為，以這種方式監(jiān)測腫瘤的pH值可以提供一種非侵入性的方式來實時跟蹤腫瘤對藥物的反應(yīng)，從而可以調(diào)整劑量以滿足個體患者的需求。但是他們希望這項技術(shù)能夠提供更多的功能，并指出納米粒子可以適應(yīng)跟蹤更復(fù)雜的生物標(biāo)記物，例如監(jiān)測中風(fēng)影響的氧氣或與其他疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)。

科學(xué)家們現(xiàn)在將開始在實際的動物疾病模型上測試該技術(shù)。最終，他們希望這項技術(shù)能夠與智能手機等設(shè)備配合使用，從而消除對復(fù)雜的醫(yī)院或?qū)嶒炇以O(shè)備的需求，并為在偏遠(yuǎn)地區(qū)治療患者開辟了新的可能性。

該研究發(fā)表在《ACS Sensors》雜志上。