金澤大學的研究人員在生物傳感器和生物電子學中報告了一種用于測量細胞膜附近過氧化氫濃度的傳感器的成功測試。該傳感器有潛力成為新的癌癥療法的工具。

人體中的幾種過程受涉及過氧化氫(H 2 O 2)的生化反應的調節(jié)。盡管H 2 O 2可以充當“次級信使”，在細胞之間傳遞或放大某些信號，但由于其具有氧化性，因此通常具有毒性，后者意味著它可以轉化(氧化)蛋白質和DNA等生化分子。 H 2 O 2的性質對癌癥具有潛在的治療意義，但是：故意使腫瘤細胞增加H 2 O 2集中精神將是摧毀他們的一種方式。鑒于此，對于監(jiān)視與H 2 O 2過度生產(chǎn)有關的病理，至關重要的是，要有一種方法能夠可靠地量化細胞外環(huán)境中的過氧化氫濃度。現(xiàn)在，金澤大學納米生命科學研究所(WPI-NanoLSI)的萊昂納多·普普林(Leonardo Puppulin)及其同事開發(fā)了一種傳感器，用于以納米分辨率測量細胞膜附近H 2 O 2的濃度。

生物傳感器由附著有有機分子的金納米顆粒組成。整個簇的設計使其易于錨固在細胞膜的外部，而這正是要檢測的過氧化氫分子所在的位置。作為附著分子，科學家使用了一種稱為4MPBE的化合物，該化合物具有很強的拉曼散射響應：當被激光照射時，這些分子會消耗一些激光能量。通過測量激光的頻率變化，并繪制信號強度作為該變化的函數(shù)，可以獲得唯一的光譜-4MPBE分子的特征。當4MPBE分子與H 2 O 2反應時分子，其拉曼光譜發(fā)生變化。基于此原理，通過比較拉曼光譜，Puppulin及其同事能夠獲得生物傳感器附近H 2 O 2濃度的估計值。

在為他們的納米傳感器開發(fā)出校準程序后，將H 2 O 2濃度與拉曼光譜的變化以定量方式聯(lián)系起來并不是一件容易的事，科學家們能夠為肺癌細胞生成分辨率約為700 nm的濃度圖樣品。最終，他們還成功地擴展了其技術，以獲取整個細胞膜上H 2 O 2濃度變化的測量值。

Puppulin及其同事得出的結論是，“新穎的方法可能對研究細胞增殖或死亡中實際的H 2 O 2濃度有用，這對于充分闡明生理過程和設計新的治療策略至關重要。”

金澤大學的萊昂納多·普普林(Leonardo Puppulin)及其同事開發(fā)的生物傳感器基于一種稱為表面增強拉曼光譜(SERS)的方法。該原理源自拉曼光譜，其中分析了照射到樣品上的激光的入射頻率和出射頻率之間的差異。通過將信號強度作為頻率差的函數(shù)作圖獲得的頻譜是樣品的特征，原則上可以是單個分子。但是，通常，來自一個分子的信號太弱而無法檢測，但是當該分子被吸收在粗糙的金屬表面上時，效果會增強。Puppulin及其同事將該技術應用于(間接)檢測過氧化氫。他們的拉曼反應分子是稱為4MPBE的化合物，

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