作者安妮·斯塔克，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室 该图像显示了脂质双层的横截面，其中嵌入的碳纳米管孔蛋白位于硅纳米带传感器表面上
孔蛋白包含一个水分子氢键链，将质子传递到纳米带
脂质双层保护传感器免受蛋白质和其他生物分子的污染
信用:张玉良/LLNL 劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员开发了一种新的生物传感器，可以帮助临床医生更好地诊断癌症和癫痫
生物传感器监测小分子、离子和质子，作为医学诊断非常重要
即使是最简单的信号，如细胞内的酸碱度，也能为医学界提供重要的信息
例如，由于葡萄糖摄取和乳酸释放增加导致的肿瘤酸化是癌细胞的生物标志物
同样，细胞外液的酸化是癫痫发作的关键过程之一
但是人工生物传感器有一些限制，比如生物相容性和污染(阻碍或干扰分子功能的有害物质的积累)
生物系统擅长用半透膜保护和分离生物机械的重要成分，半透膜通常包含限定的孔和门，以限制跨膜运输仅针对特定物种
亚历山大·诺伊(Aleksandr Noy)领导的LLNL团队从生物学中学习，通过将硅纳米带晶体管传感器与防污脂质双层涂层相结合，创建了一种pH传感器，该涂层在纳米管孔蛋白(CNTP)通道上包含质子可渗透的碳水化合物，并在各种复杂的生物流体中使用这些传感器展示了鲁棒的pH检测
“我们的设备是实时、无标签、高灵敏度检测疾病生物标志物、DNA错配和病毒的多功能平台，”加州大学默塞德分校研究生、劳伦斯利弗莫尔加州大学国家实验室驻校研究生陈曦说，他也是《纳米快报》杂志封面文章的第一作者
他说生物传感器最终甚至可以植入体内
为了制造酸碱度传感器，脂质膜需要结合一个对质子具有高渗透性(理想情况下，具有高特异性)的坚固通道
诺伊的团队此前以微弱优势0
8纳米碳纳米管(约10纳米的碳纳米管片段，自发插入脂质膜并形成跨膜通道)具有极高的质子渗透性，比本体水的质子渗透性高一个数量级
极端水限制在0
直径为8纳米的纳米管孔负责创造有利于快速质子传输的条件
小的孔径和高的质子渗透性也确保了CNTPs能够effectively阻挡生物混合物的大部分污垢成分，并防止它们到达传感器表面
“对于这些实验中的每一个，我们已经描述了我们的传感器在连续暴露于different污垢混合物前后对溶液pH值变化的响应能力，”诺伊说
“当脂双层结合CNTP通道时，酸碱度反应得以保持，几乎没有降解的迹象
" 将来，该团队可以设计碳纳米管来传输特定的离子和小分子，同时阻断其他生物分子
这将把该设备转变成一种多功能平台型传感技术，可用于疾病诊断、基因筛查和药物发现等应用领域
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
