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生物传感器帮助患者“定量补给”抗生素剂量

导读: 一支由八位来自瑞士联邦洛桑高等工业大学(以下简称EPFL)学生组成的团队发明出能够测量患者血液中万古霉素的便携式生物传感器,帮助医生更好地控制剂量并减少有害副作用。他们的技术最终也可以用于其它抗生素。

据麦姆斯咨询报道,一支由八位来自瑞士联邦洛桑高等工业大学(以下简称EPFL)学生组成的团队发明出能够测量患者血液中万古霉素的便携式生物传感器,帮助医生更好地控制剂量并减少有害副作用。他们的技术最终也可以用于其它抗生素。

在EPFL的发现学习实验室(Discovery Learning Labs,以下简称DLL)——旨在促进跨学科研究的教育设施,一项开创性的新装置开发工作正在进行中。8位来自微工程、生物工程和生命科学的硕士生团队(命名为SenSwiss)开发出便携式生物传感器作为他们参加SensUs比赛的作品,该项目在荷兰埃因霍温科技大学(Eindhoven University of Technology)举办。他们的装置可以精确测量患者血浆中的万古霉素浓度,这是一种用作最后治疗手段的抗生素。这些信息将帮助医生准确提供所需的药物量,从而减少有害副作用的发生。例如,万古霉素会对肾脏和听力造成伤害。

生物工程系硕士Alix Faillétaz表示,“去年秋天,我们随课程一起研究生物传感器,今天夏天也一直在全天候投入研究。能够使用DLL使我们的研究变得更加容易,因为实验室内拥有许多我们需要的设备。”这是EPFL连续第二年参加SensUs,其团队将与来自世界各地的其它12所大学的学生展开竞争。领导该团队的教授Philippe Renaud指出,“该项比赛于3年前启动,其赛制严格,对学生来说是一个巨大的挑战。他们必须克服一系列问题并学会团结协作,信任彼此并根据每个人的具体技能分派任务。”

基于偏振的测量

SensUs旨在鼓励生物传感器的开发,每年针对不同的应用,最终目标始终与测量对公共健康有影响的生物标志物有关。该目标由包括Renaud教授在内的专家小组选出。现有测量万古霉素的方法需要大量的时间和血液,以及一台价值数万瑞士法郎的特殊机器。EPFL团队创建出来的便携式生物传感器只需要几滴血,在不到5分钟之内就能完成测量,且成本低于5000法郎。他们的装置在包含患者血浆和合成肽(氨基酸序列)溶液的均匀混合物的样品上照射偏振光。

它是如何工作的?Failletaz 解释道,“我们首先创建了一种能够与万古霉素特定结合的肽,然后我们添加了一种荧光化合物。当万古霉素与荧光肽结合时,肽的移动变得缓慢,并且其发出的光变得越来越偏振。通过测量光偏振度,我们得以计算患者血液中的万古霉素浓度。”根据Renaud教授的解释,这种方法早已存在,但是从未用于制造便携式生物传感器。

在竞赛中,EPFL团队不仅会通过分析各种样品来证明其生物传感器的有效性,还将展现其在医疗保健领域的优势和市场潜力。生命科学系硕士生David Vilela总结道,“通过改变合成化合物,我们发明的生物传感器可用于检测其它抗生素和生物标志物。”

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