美因茨大学 嵌入多孔水凝胶中的金纳米粒子可以植入皮下，用作医学传感器
这种传感器就像一个看不见的纹身，通过颜色的变化来显示血液中物质的浓度变化
学分:JGU化学系纳米生物技术组 长期以来，植入式传感器的概念一直吸引着医生和科学家，这种传感器可以持续传输人体内物质或药物的生命值和浓度信息
这种传感器能够持续监测疾病进展和治疗成功
然而，直到现在，植入式传感器还不适合永久留在体内，需要在几天或几周后进行更换
还有植入排斥的问题，因为免疫系统将传感器识别为外来物体
在许多技术中，传感器的颜色(表示浓度变化)是不稳定的，会随着时间的推移而褪色
JGU美因茨约翰尼斯·古腾堡大学的科学家们已经开发出一种新型的可植入传感器，这种传感器可以植入人体几个月
这种传感器是基于颜色稳定的金纳米粒子，这种金纳米粒子被特定分子的受体修饰
纳米金被植入人造聚合物组织，植入皮下，通过改变颜色来报告药物浓度的变化
多年来，JGU的卡斯滕·苏宁克森教授的研究小组一直使用金纳米粒子作为传感器来检测微小流动细胞中的微量蛋白质
金纳米粒子充当光的小天线:它们强烈地吸收和散射光，并呈现出彩色
它们通过改变颜色对周围环境的变化做出反应
Soennichsen的团队已经将这一概念用于植入式医疗传感
为了防止微小颗粒被免疫细胞散射或降解，它们被嵌入一种具有组织样稠度的多孔水凝胶中
一旦植入皮下，小血管和细胞就会长入毛孔
传感器集成在组织中，不会作为异物被丢弃
“我们的传感器就像一个看不见的纹身，不比一便士大多少，也不比一毫米薄多少，”JGU纳米生物技术集团的负责人卡斯滕·苏宁克森教授说
因为金纳米粒子在红外波长下反射，所以它们对眼睛是不可见的
然而，一种特殊的测量设备可以通过皮肤无创地检测它们的颜色
在他们发表在《纳米快报》上的研究中，JGU的研究人员将他们的金纳米粒子传感器植入无毛老鼠的皮下
在施用不同剂量的抗生素后，监测这些传感器的颜色变化
药物分子通过血液输送到传感器
通过与金纳米颗粒表面的特定受体结合，它们诱导依赖于药物浓度的颜色变化
由于颜色稳定的金纳米粒子和组织整合水凝胶，传感器被发现在几个月内保持机械和光学稳定
“随着时间的推移，我们已经习惯了有色物体的漂白
然而，金纳米粒子不会漂白，但会永久保持其颜色
因为它们很容易被各种受体覆盖，所以它们是植入式传感器的理想平台
该研究的第一作者凯瑟琳娜·凯弗
这一新概念是可推广的，并有可能延长植入式传感器的寿命
将来，基于金纳米粒子的可植入传感器可以用来同时观察生物标记物或药物在体内的浓度
这种传感器可应用于药物开发、医学研究或个性化医疗，如慢性病管理
2004年，当他作为美因茨的一名初级教授开始研究生物物理化学时，他有了用金纳米粒子作为植入传感器的想法
然而，该项目直到10年后才在与Dr
提斯·施罗德和博士
JGU大学的两位科学家凯瑟琳娜·凯弗
施罗德在生物研究和实验动物科学方面很有经验，已经在美国完成了几年的研究工作
S
凯弗正在为她的博士学位寻找一个激动人心的话题，并对这个项目的复杂和跨学科性质特别感兴趣
最初的结果是马克斯·普朗克研究生中心(MPGC)向凯弗颁发了津贴，并得到了德国莱茵-普法勒创新基金会的资助
“这样的项目需要许多具有不同科学背景的人
一步一步，我们能够让越来越多的人相信我们的想法
最终，跨学科的团队合作导致了第一个功能性植入金纳米粒子传感器的成功开发
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