最近，研究人员首次使用带有集成激光器的基于芯片的传感器来检测尿液样品中极低水平的癌蛋白生物标志物。这项新技术比其他设计更为灵敏，而且通过非侵入性的，廉价的手段来检测指示疾病存在或进展的分子标志物。
 
文章作者，荷兰特温特大学的相关负责人Garcia-Blanco说：“目前测量生物标志物水平的方法既昂贵又复杂，需要在专门实验室进行活检和分析。相比之下，我们开发的新技术为更快，超灵敏地检测生物标志物铺平了道路，这将使医生能够及时做出决定，从而改善包括癌症在内的医疗条件的个性化诊断和治疗。”
 
相关结果发表在最近的《Optics Letters》杂志上。研究小组表明，这种新型传感器可以对蛋白质S100A4进行无标记检测，后者指征着临床水平的肿瘤发展。
 
 
Garcia-Blanco说：“生物传感器可以使即时医疗设备同时筛查各种疾病。它的操作简单，不需要复杂的样品处理或传感器操作，使其成为临床应用的理想选择。”
 
研究人员说，这种传感器在非生物医学领域也具有潜力。例如，它还可用于检测不同类型的气体或液体混合物。
 
这种新型的基于芯片的传感器通过用片上微型磁盘激光器发出的光照射样品来检测特定分子的存在。当光与感兴趣的生物标记物相互作用时，该激光的颜色或频率以可检测的方式移动。
 
为了对尿液样本进行检测，研究人员必须弄清楚如何整合可以在液体环境中运行的激光。他们转向光子材料氧化铝，因为当掺入离子时，它可用于制造在水的吸光带之外发射波长范围内发射的激光，同时仍然能够精确检测生物标记。
 
Garcia-Blanco说：“尽管已经存在基于监视激光频移的传感器，但它们通常具有不容易集成在小的一次性光子芯片上。氧化铝很容易在芯片上附着，并且与标准的电子制造程序兼容。这意味着传感器可以大规模工业规模生产。”
 
之后，研究人员用含有已知生物标志物水平的合成尿液测试了这种新传感器。他们能够以低至300皮摩尔的浓度检测到S100A4。Garcia-Blanco说：“在此浓度范围内的检测显示了无标记生物传感平台的潜力。”研究人员正在努力将所有相关的光源和信号生成组件整合到芯片上，以使该设备更易于操作。他们还希望开发各种涂层，从而可以并行检测多种生物标志物。
 
资讯出处：Chip-based optical sensor detects cancer biomarker in urine
 
原始出处：Michiel de Goede, Lantian Chang, Jinfeng Mu, Meindert Dijkstra, Raquel Obregón, Elena Martínez, Laura Padilla, Francesc Mitjans, Sonia M. Garcia-Blanco. Al2O3:Yb3 integrated microdisk laser label-free biosensor. Optics Letters, 2019; 44 (24): 5937 DOI: 10.1364/OL.44.005937