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乌克兰科学家研发出“全新医用生物分析系统”

导读: 乌克兰科学家们正在积极研发用于医学诊断的最新传感器,该项目研发出一套全新分析仪器,包括单生物传感器、生物传感器系统及化学传感器等。

   现代医学诊断很大程度上基于利用生物组织的分子组成及其属性。这不仅提高了诊断质量,同时还可以查明特殊病人遗传系统破坏的根源,从而找到更加有效的治疗此类疾病的手段。

  在近20年中,医学界对生物传感器研究产生极大的兴趣。生物传感器是一种分析工具,它的构成中包括生物活性单元(酶、抗体、DNA、细胞、组织),它们与电化学、光学、声学及热量学物理换能器可直接接触。传感器的生物构成有:

  基于pH-敏感场效应晶体管的测量装置,和生物传感器共同工作;

  多通道模式测量分析元件。

  生物传感器可进行物质识别和信号转换,通过物理换能器进行记录。当今,世界上最有名的商业化生物传感器商品血糖仪,可用于测量血糖水平,被广泛用于糖尿病患者的病情监测。

  目前,乌克兰科学家们正在积极研发用于医学诊断的最新传感器。一项由乌克兰国家科学院分子生物学及遗传研究所(基辅)与乌克兰国家科学院细胞生物学研究所(利沃夫)共同完成的“全新医用生物分析系统”项目参加了“2015年乌克兰青年科学家总统奖”竞赛。

  该项目研发出一套全新分析仪器,包括单生物传感器、生物传感器系统及化学传感器等。这些仪器可高精准且高选择性地确定生物样品中系列化合物的浓度。具体来讲,该项目团队研发出的传感器和传感器系统,可用于确定肌酐、尿素、精氨酸、铵、甲胺、三磷酸腺苷以及葡萄糖的浓度,相比于传统分析方法具有更多优点:可大大简化急性和慢性疾病的诊断,如肾、肌肉甲状腺和胰衰竭,支气管肺系统功能障碍,以及某些癌症等。

  该团队年轻的科学家,如生物学副博士斯韦特兰娜М.等人充分优化仪器操作,在液体环境中分析化合物和传感器选择性元件之间的整个级联反应。在创建传感仪器时采用了现代生物技术,即固定化重组酶(脲酶,精氨酸酶),各种微生物或纳米载体,以及基于现代半导体技术和电子电路的各种物理换能器。

  他们研发的单生物传感器和生物传感器系统已经在血清和透析血液的实际样品以及不同医学制剂上通过测试,对一些生物传感器进行了计量认证,且提出了人类代谢产物定量测定的方法,并已经获得乌克兰国家计量测试标准管理机构的官方批准。

  “全新医用生物分析系统”项目执行过程中共发表122篇出版物,其中包括42篇论文(25篇在国外专业期刊上发表)和73篇摘要,在领域科学杂志上被引用105篇,发表论文累计影响因子为8.7,获得7项乌克兰专利,整个项目执行期限为6年(2008至2014年)。

  该团队研发的生物传感器测试系统的总体优点是高灵敏性,特异性,数据测量和采集速度快,适合在野外条件下进行大规模研究,整体分析成本低。

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