用生物芯片傳感器測量唾液葡萄糖水平

　　日前開發(fā)成功的一款新型生物芯片傳感器能選擇性測量類似于人唾液的復(fù)雜溶液里的葡萄糖濃度。

　　這款新器件利用一系列特殊的化學(xué)反應(yīng)，再結(jié)合等離子干涉測量，等離子干涉技術(shù)是一種用光檢測化合物化學(xué)特性的方法。該器件的靈敏度足以檢測所采樣本容積中只有幾千葡萄糖分子這一濃度水平的差異。

　　葡萄糖分子沿生物芯片傳感器表面滑動，傳感器表面被不同顏色照亮。通過每個等離子干涉儀縫隙的光強(qiáng)的變化可量度唾液里的葡萄糖濃度

　　位于美國羅德島州普羅維登斯的布朗大學(xué)的科學(xué)家聯(lián)用等離子干涉測量與酶驅(qū)動的染料測定，采兩者之長，打造出一個能檢測唾液中葡萄糖的光傳感器，它具有高靈敏度和高選擇性。這顆生物芯片由2.54x2.54厘米的石英制成，石英上涂有薄薄的一層銀。銀內(nèi)部刻有數(shù)千只納米尺度的干涉儀，它們是一些微小的縫隙，每側(cè)有一道槽。槽寬200納米，縫隙寬100納米。

　　當(dāng)液體沉積在芯片上時，光線和表面等離子波穿過液體，然后互相干涉。干涉模式根據(jù)液體化學(xué)成分的不同被改變，檢測器將捕捉到干涉模式的改變。科學(xué)家給芯片加上微流控通道，引入兩種以特定方式與葡萄糖反應(yīng)的酶。第一種酶是葡萄糖氧化酶，它與葡萄糖反應(yīng)形成過氧化氫分子。然后這個分子與第二種酶——辣根過氧化物酶——反應(yīng)，形成試鹵靈(resorufin)分子，它能吸收和發(fā)射紅光，因而給溶液上色。然后科研小組可以調(diào)節(jié)干涉儀，尋找紅色的試鹵靈分子。

　　科研小組通過尋找人工唾液里的葡萄糖測試了染料化學(xué)反應(yīng)與等離子干涉技術(shù)的組合，人工唾液是水、鹽和酶的混合物，用來仿真人類唾液。他們發(fā)現(xiàn)他們能實(shí)時檢測試鹵靈，且準(zhǔn)確性和特異性高。他們成功檢測到0.1μM/L的葡萄糖濃度變化，這樣的靈敏度是單用干涉儀的10倍。該器件檢測皮升級的葡萄糖具有高靈敏度和高特異性，有效測量范圍覆蓋人唾液中葡萄糖濃度的生理范圍——20μM–240μM。

　　研究負(fù)責(zé)人、工程學(xué)助理教授DomenicoPacifici博士說：“我們展示了測量唾液中典型濃度的葡萄糖所要求的靈敏度，唾液中的葡萄糖水平一般只有血液中的一百分之一?，F(xiàn)在我們能達(dá)到極高的特異性，說明我們能從唾液的本底組分中區(qū)分出葡萄糖。”