<p>指南者留学全国统一咨询热线：<a href="tel:4001831832" style="color:#1677ff; text-decoration:none;">400-183-1832</a>，全国各地区、各分公司联系方式均为此号码。</p><p>我们体内的分子在不断地交流。其中一些分子提供了一种生化指纹，可以表明伤口是如何愈合的，癌症治疗是否有效，或者病毒是否入侵了身体。如果我们能够以高灵敏度实时感知这些信号，那么我们可能能够更快地识别健康问题，甚至在疾病发展过程中监测疾病。</p> <p>&nbsp;</p> <p>现在，美国西北大学的研究人员开发了一种新技术，可以更容易地窃听我们身体内部的对话。</p> <p>&nbsp;</p> <p>虽然人体的化学信号非常微弱，难以检测和分析，但研究人员已经开发出一种新方法，可以将信号增强1000多倍。晶体管是电子元件的基本组成部分，它可以增强微弱的信号以提供放大的输出。这种新方法使信号更容易检测，无需复杂笨重的电子设备。</p> <p>&nbsp;</p> <p>通过放大微弱的生化信号，新方法使现代医学更接近实时、现场诊断和疾病监测。</p> <p>&nbsp;</p> <p>这项研究发表在周六(3月24日)的《自然通讯》杂志上。</p> <p>&nbsp;</p> <p>该研究的资深作者、西北大学的乔纳森&middot;里夫内(Jonathan Rivnay)说:&ldquo;如果我们能够可靠地测量体内的生化信号，我们就可以将这些传感器整合到占地面积小、负担小、不需要昂贵电子设备的可穿戴技术或植入物中。&rdquo;但提取高质量信号仍然是一个挑战。由于体内能量和空间有限，你需要找到放大这些信号的方法。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>里夫内是西北大学麦考密克工程学院生物医学工程教授。Rivnay实验室的博士后研究员纪旭东是这篇论文的第一作者。</p> <p>&nbsp;</p> <p>1000 x</p> <p><br />新技术将身体的信号提高了1000倍</p> <p><br />虽然它们传递的重要信息充满指导诊断和治疗的潜力，但许多化学传感器产生微弱的信号。事实上，如果不取出样本(血液、汗液、唾液)并通过高科技实验室设备，卫生保健专业人员往往无法破译这些信号。通常，这种设备很昂贵，甚至可能位于场外。结果可能需要很长时间才能得到。</p> <p>&nbsp;</p> <p>然而，里夫内的团队的目标是在不离开身体的情况下感知和放大这些隐藏的信号。</p> <p>&nbsp;</p> <p>其他研究人员利用适体探索了用于生物传感的电化学传感器，适体是经过工程改造与特定目标结合的DNA单链。在成功地与感兴趣的目标结合后，适体就像一个电子开关，折叠成一个触发电化学信号的新结构。但是，如果没有在理想和控制良好的条件下进行测试，单独使用适体，信号通常很弱，极易受到噪声和失真的影响。</p> <p>&nbsp;</p> <p>为了绕过这个问题，Rivnay的团队在传统的基于电极的传感器上安装了一个放大组件，并开发了一种基于电化学晶体管的传感器，具有新的架构，可以感知和放大微弱的生化信号。在这个新装置中，电极被用来感知信号，但附近的晶体管被用来放大信号。研究人员还集成了内置的薄膜参考电极，以使放大的信号更加稳定和可靠。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Ji说:&ldquo;我们将晶体管的功率与完善的电化学方法相结合，用于局部放大。&rdquo;&ldquo;这是两全其美的方法，因为我们能够稳定地测量适体结合并在现场放大它。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;如果我们能够可靠地测量体内的生化信号，我们就可以将这些传感器整合到占地面积小、负担小、不需要昂贵电子设备的可穿戴技术或植入物中。&rdquo;</p> <p><br />&mdash;&mdash;Jonathan Rivnay，生物医学工程师</p> <p>&nbsp;</p> <p>为了验证这项新技术，Rivnay的团队转向了一种常见的细胞因子，一种信号蛋白，它调节免疫反应，并与组织修复和再生有关。通过测量伤口附近特定细胞因子的浓度，研究人员可以评估伤口愈合的速度，是否有新的感染，或者是否需要其他医疗干预。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在一系列实验中，Rivnay和他的团队能够将细胞因子的信号放大3到4个数量级，与传统的基于电极的适体检测方法相比。虽然这项技术在检测细胞因子信号的实验中表现良好，但Rivnay说，它应该能够放大来自任何分子或化学物质的信号，包括抗体、激素或药物，其中检测方案使用电化学报告器。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;这种方法广泛适用，没有特定的用例，&rdquo;里夫内说。&ldquo;我们的大愿景是将我们的概念应用到可植入生物传感器或可穿戴设备上，这些设备既能感知问题，又能做出反应。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>这项名为&ldquo;有机电化学晶体管作为电化学适体传感的现场信号放大器&rdquo;的研究得到了美国国防高级研究计划局(拨款号D20AC00002)的支持。</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。</p> </blockquote>