用生物芯片傳感器測(cè)量唾液葡萄糖水平

　　日前開(kāi)發(fā)成功的一款新型生物芯片傳感器能選擇性測(cè)量類似于人唾液的復(fù)雜溶液里的葡萄糖濃度。

　　這款新器件利用一系列特殊的化學(xué)反應(yīng)，再結(jié)合等離子干涉測(cè)量，等離子干涉技術(shù)是一種用光檢測(cè)化合物化學(xué)特性的方法。該器件的靈敏度足以檢測(cè)所采樣本容積中只有幾千葡萄糖分子這一濃度水平的差異。

　　葡萄糖分子沿生物芯片傳感器表面滑動(dòng)，傳感器表面被不同顏色照亮。通過(guò)每個(gè)等離子干涉儀縫隙的光強(qiáng)的變化可量度唾液里的葡萄糖濃度

　　位于美國(guó)羅德島州普羅維登斯的布朗大學(xué)的科學(xué)家聯(lián)用等離子干涉測(cè)量與酶驅(qū)動(dòng)的染料測(cè)定，采兩者之長(zhǎng)，打造出一個(gè)能檢測(cè)唾液中葡萄糖的光傳感器，它具有高靈敏度和高選擇性。這顆生物芯片由2.54x2.54厘米的石英制成，石英上涂有薄薄的一層銀。銀內(nèi)部刻有數(shù)千只納米尺度的干涉儀，它們是一些微小的縫隙，每側(cè)有一道槽。槽寬200納米，縫隙寬100納米。

　　當(dāng)液體沉積在芯片上時(shí)，光線和表面等離子波穿過(guò)液體，然后互相干涉。干涉模式根據(jù)液體化學(xué)成分的不同被改變，檢測(cè)器將捕捉到干涉模式的改變。科學(xué)家給芯片加上微流控通道，引入兩種以特定方式與葡萄糖反應(yīng)的酶。第一種酶是葡萄糖氧化酶，它與葡萄糖反應(yīng)形成過(guò)氧化氫分子。然后這個(gè)分子與第二種酶——辣根過(guò)氧化物酶——反應(yīng)，形成試鹵靈(resorufin)分子，它能吸收和發(fā)射紅光，因而給溶液上色。然后科研小組可以調(diào)節(jié)干涉儀，尋找紅色的試鹵靈分子。

　　科研小組通過(guò)尋找人工唾液里的葡萄糖測(cè)試了染料化學(xué)反應(yīng)與等離子干涉技術(shù)的組合，人工唾液是水、鹽和酶的混合物，用來(lái)仿真人類唾液。他們發(fā)現(xiàn)他們能實(shí)時(shí)檢測(cè)試鹵靈，且準(zhǔn)確性和特異性高。他們成功檢測(cè)到0.1μM/L的葡萄糖濃度變化，這樣的靈敏度是單用干涉儀的10倍。該器件檢測(cè)皮升級(jí)的葡萄糖具有高靈敏度和高特異性，有效測(cè)量范圍覆蓋人唾液中葡萄糖濃度的生理范圍——20μM–240μM。

　　研究負(fù)責(zé)人、工程學(xué)助理教授DomenicoPacifici博士說(shuō)：“我們展示了測(cè)量唾液中典型濃度的葡萄糖所要求的靈敏度，唾液中的葡萄糖水平一般只有血液中的一百分之一。現(xiàn)在我們能達(dá)到極高的特異性，說(shuō)明我們能從唾液的本底組分中區(qū)分出葡萄糖。”