熒光探針可以同時(shí)測(cè)量過氧化物含量和pH值。
澳大利亞的光子學(xué)研究人員正在開發(fā)一款新型光纖傳感器，用于監(jiān)測(cè)體外受精胚胎的早期發(fā)育過程。
發(fā)表在《sensor》雜志上的文章詳細(xì)介紹了這種能夠同時(shí)監(jiān)測(cè)過氧化物和pH值的新型探針。它由一根光纖組成，兩端分別涂有兩種不同的熒光材料。在ARC光子納米學(xué)中心(CNBP)和阿德萊德大學(xué)的Malcolm Purdey負(fù)責(zé)了這項(xiàng)研究，他介紹說該傳感器可以用于各種生物應(yīng)用，尤其是體外受精(IVF)。通過監(jiān)測(cè)一個(gè)胚胎的過氧化物水平和pH值波動(dòng)水平，可以反映胚胎應(yīng)激反應(yīng)以及胚胎發(fā)育水平。
目前先進(jìn)的光纖傳感器完全是一種非侵入性監(jiān)測(cè)手段。但該光纖傳感器可以放置在胚胎的旁邊，不需要去破壞或者中斷胚胎的發(fā)育過程就可以監(jiān)測(cè)胚胎發(fā)育的各個(gè)關(guān)鍵階段。”
藍(lán)光LED及綠色激光
在文章中，研究小組介紹了將兩種熒光物質(zhì)團(tuán)嵌入到位于光纖探針兩端的聚丙烯酰胺基質(zhì)中，并得出結(jié)論：探針能夠有效監(jiān)測(cè)出生理pH范圍內(nèi)的過氧化物水平。
他們聲稱，探針通過分別使用藍(lán)色LED和532nm的綠色激光來測(cè)量過氧化物和pH值，二者之間能夠達(dá)到“最小干擾”。結(jié)果顯示，在pH7.5水平下，過氧化物最低的可探測(cè)濃度是50μm，同時(shí)，在pH值6.5-8.5的范圍內(nèi)，pH值的測(cè)量精度能夠達(dá)到0.1個(gè)pH值。
研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，“這是第一次實(shí)現(xiàn)用探針同時(shí)測(cè)量pH值和過氧化物濃度”，此項(xiàng)工作證實(shí)了在復(fù)雜生理環(huán)境下測(cè)量pH值和過氧化物濃度的重要性。
技術(shù)潛力
目前傳感器所能達(dá)到的分辨率是200μm，但是Purdey及其同事認(rèn)為通過采用錐形光纖，分辨率能夠達(dá)到幾微米。當(dāng)然，目前距離能夠完美有效監(jiān)測(cè)胚胎健康狀況的技術(shù)還很遙遠(yuǎn)。
Purdey 介紹說，“目前臨床檢測(cè)手段完全基于可視化，即使是目前的探針技術(shù)也要依靠多光線、多探測(cè)器以及光源來實(shí)現(xiàn)。”但是，目前ARC中心研究團(tuán)隊(duì)的雙探測(cè)器技術(shù)有望僅依靠一個(gè)探針就能客觀地同時(shí)監(jiān)測(cè)多個(gè)生理參數(shù)。“依靠這種技術(shù)，我們將能夠更好而解釋在生命發(fā)展的最開始階段一切是如何進(jìn)行的。”
在體外受精(IVF)監(jiān)測(cè)中使用此項(xiàng)技術(shù)檢測(cè)過氧化物濃度具有重大意義，因?yàn)檫^氧化物濃度能夠反映細(xì)胞應(yīng)激反應(yīng)以及可能的疾病。在未來，該傳感器將內(nèi)置在身體內(nèi)，用于檢測(cè)動(dòng)脈中的細(xì)胞以找到血管疾病方面的證據(jù)。同時(shí)可以用于幫助癌癥的治療。
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