研究人员距离改造价值700亿美元的全球诊断行业又近了一步，他们设计了新的生物传感器，可以对癌症、关节炎和器官移植治疗中使用的药物进行“开启”颜色或电反应
学分:昆士兰科技大学(QUT) 研究人员距离改造价值700亿美元的全球诊断行业又近了一步，他们设计了新的生物传感器，可以对癌症、关节炎和器官移植治疗中使用的药物“开启”颜色或电反应
来自CSIRO-QUT合成生物学联盟的研究人员与美国克拉克森大学和昆士兰病理学合作，证明了他们构建小分子生物传感器的模块化方法——人工蛋白质，旨在捕获选择的生物标志物并产生可测量的反应
在两项独立的研究中，生物传感器适用于精确测量免疫抑制药物环孢素A、他克莫司和雷帕霉素以及抗癌药物甲氨蝶呤，这需要密切监测以减少毒性和器官损伤
首席研究员基里尔·亚历山德罗夫教授说，蛋白质生物传感器有潜力通过在更便宜的实验室设备和新的护理点设备上实现复杂的测试来扩大患者护理
亚历山德罗夫教授说:“蛋白质是700亿美元全球诊断市场的核心，该市场严重依赖中央实验室处理。”
“我们的生物传感器技术将支持在不太复杂的设备上进行治疗药物监测等测试，这些设备更有可能在小型、区域性或远程实验室和医院中找到
" 未来的测试可能还需要更小的生物样本，研究人员证明生物传感器可以准确测量1微升血液样本中的环孢菌素A水平
亚历山德罗夫教授说:“随着进一步的发展，生物传感器技术可能会导致一种指针式测试，这种测试有可能在标准咨询过程中，在3-5分钟内为医生提供患者结果。”
亚历山德罗夫教授说，蛋白质的复杂性和脆弱性使得蛋白质生物传感器的构建和使用变得困难，但模块化设计有助于缓解这一问题，并且可以适应任何潜在的小分子目标——不仅仅是治疗药物
他说，新的蛋白质是由工程菌产生的，利用重组DNA技术进行改造，以产生人工开关分子，这种分子是为识别特定药物而定制的
“蛋白质生物传感器被‘关闭’——就像一个缺失了一部分的电路
他说:“只有血液或唾液等人体液体中的目标生物化学物质才能完成回路，并‘开启’与检测到的生物标志物数量成比例的信号。”
当被激活时，不同的蛋白质生物传感器产生基于色调读数的颜色变化或电化学电流
亚历山德罗夫教授说，研究小组用普通的血糖仪技术进行了应用实验，以开发一种廉价、便携和精确的设备
他说:“激活的电化学生物传感器分解葡萄糖，并产生电子作为副产品，产生与捕获的目标分子数量成比例的电流。”
“克拉克森团队还证明了复用这种技术同时检测两种不同生物标志物的可行性
" 尽管实验取得了成功，但亚历山德罗夫教授表示，血糖仪技术是特定用途的，研究人员需要为新的临床用途重新设计设备和制造流程
“在构建医疗设备时，有大量参数需要协调
这非常困难，这就是为什么新的诊断技术进入市场非常缓慢，”他说
亚历山德罗夫教授来自QUT基因组学和个性化健康中心、QUT农业和生物经济中心以及QUT科学学院
他说，未来的研究将集中在蛋白质生物传感器的稳定性、灵敏度和可制造性上
Angewandte Chemie(2021年10月11日)和Nature communication s(2021年12月8日)最近发表了验证不同生物传感器设计的研究
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