科学家开发早期阿尔茨海默病检测传感器

SFU Nanodevice Fabrication Group 的研究人员正在开发一种新的生物传感器，可用于筛查阿尔茨海默病和其他疾病。他们的工作概述最近发表在《自然通讯》杂志上。

他们的传感器通过检测一种特定类型的小蛋白质来工作，在这种情况下是一种称为肿瘤坏死因子 α (TNF α) 的细胞因子，它与体内炎症有关。细胞因子水平异常与多种疾病有关，包括阿尔茨海默病、癌症、心脏病、自身免疫性疾病和心血管疾病。

TNF α 可以作为生物标志物，这是一种指示健康状况的可测量特征。

COVID-19 还会引起称为“细胞因子风暴”的炎症反应，研究表明细胞因子抑制剂是提高生存机会的有效治疗方法。

“我们的目标是开发一种比现有方法侵入性更小、成本更低且使用更简单的传感器，”该项目的联合负责人、工程科学助理教授 Michael Adachi 说。

“这些传感器也很小，有可能放置在医生办公室，以帮助诊断不同的疾病，包括阿尔茨海默病。”

Adachi 说，有许多检测生物标志物蛋白质的成熟方法，例如酶联免疫吸附测定(ELISA) 和质谱法，但它们有几个缺点。这些现有的方法很昂贵，需要将样品送到实验室进行测试，并且可能需要一天或更长时间才能收到结果。

他指出，他们的生物传感器极其灵敏，可以检测极低浓度 (10 fM) 的 TNF α——远低于健康血液样本中通常存在的浓度 (200–300 fM)。

目前针对阿尔茨海默氏病的筛查测试包括问卷调查，以确定该人是否有症状、脑部成像或脊椎穿刺过程，其中涉及测试潜在患者脑脊髓液中的生物标志物蛋白。

该团队已完成概念验证阶段，证明双电极二极管传感器可有效检测实验室环境中的 TNF α。他们计划在临床试验中测试生物传感器，以确保它能够有效地检测含有许多不同干扰蛋白和其他物质 的血液样本中的生物标记蛋白。

“我们将继续测试该设备使用体液(如血液样本)检测相同蛋白质的能力，”工程科学博士说。学生 Hamidreza Ghanbari。“另一个目标是使用相同的设备但不同的受体来检测对阿尔茨海默氏病更具特异性的蛋白质。”

研究人员还向 SFU 的技术许可办公室 (TLO) 提交了临时专利申请。该项目采用跨学科方法，结合了工程科学领域的 Adachi 教授和物理系教授 Karen Kavanagh 以及生物医学生理学和运动机能学 (BPK) 教授 Miriam Rosin 的领导能力。

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