多巴胺是一種廣為人知的生物標(biāo)志物，對(duì)了解帕金森和阿爾茨海默病等多種神經(jīng)退行性疾病至關(guān)重要。開發(fā)改進(jìn)的神經(jīng)退行性疾病臨床和非臨床診斷，需要掌握多巴胺的生理學(xué)、病理學(xué)和藥理學(xué)信息。

據(jù)麥姆斯咨詢介紹，阿卜杜拉國王科技大學(xué)（KAUST）的研究人員開發(fā)了一種創(chuàng)新的生物傳感器，以改善神經(jīng)退行性疾病的診斷。該器件利用涂敷在工作電極上的多金屬氧酸鹽環(huán)糊精（POM-CD）超分子實(shí)體來檢測(cè)成神經(jīng)細(xì)胞瘤（一種腎上腺常見癌癥）細(xì)胞的實(shí)時(shí)多巴胺釋放。

KAUST研究人員開發(fā)的POM-CD生物傳感器具有優(yōu)異的電化學(xué)和比色性能，能夠在不到兩分鐘的時(shí)間內(nèi)提供視覺和數(shù)字信號(hào)。KAUST傳感器實(shí)驗(yàn)室生物醫(yī)學(xué)工程碩士/博士生Saptami Suresh Shetty表示：“該傳感器憑借先進(jìn)的即時(shí)護(hù)理診斷、智能手機(jī)集成和連續(xù)監(jiān)測(cè)能力，在個(gè)性化醫(yī)療方面具有很大的應(yīng)用潛力。它可以幫助醫(yī)生根據(jù)患者獨(dú)特的多巴胺特征為其量身定制治療計(jì)劃?！?/p>

該研究共同作者、KAUST化學(xué)科學(xué)教授Niveen M. Khashab強(qiáng)調(diào)了利用這種POM-CD MOF傳感器開發(fā)多模態(tài)傳感器的潛力：“我們開發(fā)的器件提供了一種構(gòu)建多模態(tài)傳感器的可行方案，它不僅能夠提供視覺信號(hào)，還可提供定量信號(hào)。利用簡(jiǎn)單的線性回歸算法開發(fā)一款特定的智能手機(jī)應(yīng)用程序（app），就可以讀取顏色變化并將其轉(zhuǎn)化為定量數(shù)字信號(hào)。”

該研究作者之一Veerappan Mani博士認(rèn)為，這種用戶友好、低成本的POM-CD生物傳感器可以應(yīng)用于各種環(huán)境，包括即時(shí)診斷和遠(yuǎn)程患者監(jiān)測(cè)。

他指出：“將這種生物傳感器與智能手機(jī)無縫集成，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)多巴胺水平，并提供三類數(shù)據(jù)：正常、不健康和極高值?！?/p>

憑借其實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力、智能手機(jī)集成和多功能應(yīng)用，KAUST開發(fā)的POM-CD生物傳感器可以用于臨床診斷、藥物發(fā)現(xiàn)和個(gè)性化醫(yī)療，有望使神經(jīng)診斷測(cè)試取得新進(jìn)展。

該器件的材料用途很廣，在生物傳感及其他領(lǐng)域具有廣泛的潛在應(yīng)用。

這項(xiàng)研究的首席研究員Khaled Nabil Salama教授說：“針對(duì)神經(jīng)疾病先進(jìn)診斷工具和療法的開發(fā)正在興起，我們開發(fā)的生物傳感器代表了該領(lǐng)域的一項(xiàng)重大進(jìn)步?！?/p>

由于人口老齡化、技術(shù)進(jìn)步、意識(shí)增強(qiáng)、政府對(duì)研發(fā)的支持，以及導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的慢性病的增加等多種因素，神經(jīng)診斷行業(yè)正在經(jīng)歷顯著增長(zhǎng)。2022年，全球神經(jīng)診斷市場(chǎng)的估值為72.8億美元，預(yù)計(jì)到2032年將達(dá)到148.3億美元，預(yù)測(cè)期內(nèi)的復(fù)合年增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)可達(dá)7.3%。

Salama強(qiáng)調(diào)：“神經(jīng)診斷行業(yè)的快速擴(kuò)張凸顯了持續(xù)研究的重要性，以加速我們對(duì)人腦和神經(jīng)狀況的理解。KAUST致力于在這一開創(chuàng)性領(lǐng)域發(fā)揮領(lǐng)導(dǎo)作用，推動(dòng)創(chuàng)新解決方案，最終改善人類生活?！?/p>

審核編輯：劉清