作者卡罗琳·布罗根，伦敦帝国学院 在结肠肿瘤存在的情况下，小鼠尿液变成蓝色
学分:伦敦帝国理工学院 帝国理工学院的工程师们开发了一种简单而灵敏的尿液测试，这种测试在尿液中产生了一种颜色变化，这是老鼠体内肿瘤生长的信号
早期检测癌症的工具可以提高患者的存活率和生活质量
然而，癌症筛查方法通常需要昂贵的设备和前往诊所，这在农村或医疗基础设施很少的发展中地区可能不可行
因此，新兴的现场护理诊断领域正在致力于更便宜、更快、更易于使用的测试
一对国际工程实验室正在倡导这种方法，并开发了一种工具，当结肠癌(也称为肠癌)出现时，可以改变小鼠尿液的颜色
该发现发表在《自然纳米技术》杂志上
由帝国理工学院的莫莉·史蒂文斯教授和麻省理工学院的桑吉塔·巴蒂亚教授领导的团队开发的早期技术是通过将纳米传感器注射到小鼠体内来工作的，这些传感器被称为蛋白酶的肿瘤释放的酶切割
当纳米传感器被蛋白酶分解时，它们会穿过肾脏，并在尿液检测产生蓝色变化后用肉眼可见
研究人员将这一技术应用于结肠癌小鼠，发现与从健康小鼠身上采集的测试样本相比，荷瘤小鼠的尿液呈亮蓝色
帝国理工学院材料和生物工程系的史蒂文斯教授说:“通过利用这种产生颜色变化的化学反应，这种测试可以在不需要昂贵且难以使用的实验室仪器的情况下进行
“这种简单的读数有可能被智能手机捕捉到，并传输给远程护理人员，将患者与治疗联系起来
" 创造出一种AuNC蛋白复合物
学分:伦敦帝国理工学院 传感信号 当肿瘤生长和扩散时，它们通常会产生生物信号，即临床医生用来检测和跟踪疾病的生物标志物
一种被称为基质金属蛋白酶(MMPs)的肿瘤酶家族通过“咀嚼”通常保持细胞原位的组织支架来帮助促进肿瘤的生长和扩散
许多癌症类型，包括结肠肿瘤，产生高水平的几种基质金属蛋白酶，包括一种叫做基质金属蛋白酶9的酶
在这项研究中，帝国理工学院的团队开发了纳米传感器，其中超小的金纳米簇通过被基质金属蛋白酶9破坏的接头连接到一种叫做中性蛋白的蛋白质载体上 为了开发变色尿液测试，研究人员使用了两种AuNC特性——它们非常小( 研究人员设计了在肿瘤环境或血液中被基质金属蛋白酶切割后分解的AuNC-蛋白质复合物
当被分解时，释放出来的放射性核素通过血液到达肾脏，在那里它们小到足以被过滤并进入尿液
在没有高基质金属蛋白酶水平的健康小鼠中，复合物保持完整，并且太大而不能进入尿液
如果尿中浓缩了放射性核素，化学测试会产生肉眼可见的蓝色变化
在这项研究中，研究人员开发了被特定金属蛋白酶切割的传感器，并在老鼠身上进行了测试
在一项对28只注射了传感器的小鼠的研究中，研究人员证明，他们的颜色变化测试可以准确检测出哪些尿液样本来自患有结肠肿瘤的小鼠，其中14只小鼠健康，14只患有结肠肿瘤
通过显微镜观察AuNC蛋白复合物
学分:伦敦帝国理工学院 在化学治疗的半小时内，只有结肠肿瘤小鼠的尿液呈强烈的蓝色
相比之下，健康对照组小鼠的尿液没有颜色变化
该团队还设计了免疫系统“看不见”的AuNC表面，以防止免疫反应或毒副作用，并防止大量血清蛋白粘附在它们身上，这将使纳米传感器太大而无法被肾脏过滤。
在纳米传感器给药后的四周随访中，小鼠没有显示出副作用的迹象，也没有证据表明蛋白质传感器复合物或游离的抗原存在于小鼠体内
合著者之一Dr
帝国理工学院材料系的科琳·洛亚纳坎说:“这些纳米材料类似于已经在临床上用于肿瘤成像的材料，但是在这里我们利用它们的独特性质来给我们提供关于疾病的额外信息
然而，在这项技术走出实验室之前，仍然需要进行大量的优化和测试
" 无障碍诊断 接下来，该团队将致力于通过在更多动物模型中测试来提高传感器的特异性和灵敏度，以研究诊断的准确性和安全性
麻省理工学院的第一作者艾娃·索莱马尼说:“蛋白酶在许多疾病中发挥功能，如癌症和传染病
通过设计可以被不同蛋白酶切割的传感器版本，我们可以应用这种基于颜色的测试来检测各种条件
" 研究人员现在正在研究一种更容易管理的配方，并确定如何使传感器对多种生物标志物做出响应，以区分癌症和其他疾病。
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