熒光探針可以同時測量過氧化物含量和pH值。
澳大利亞的光子學研究人員正在開發(fā)一款新型光纖傳感器，用于監(jiān)測體外受精胚胎的早期發(fā)育過程。
發(fā)表在《sensor》雜志上的文章詳細介紹了這種能夠同時監(jiān)測過氧化物和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光子納米學中心(CNBP)和阿德萊德大學的Malcolm Purdey負責了這項研究，他介紹說該傳感器可以用于各種生物應用，尤其是體外受精(IVF)。通過監(jiān)測一個胚胎的過氧化物水平和pH值波動水平，可以反映胚胎應激反應以及胚胎發(fā)育水平。
目前先進的光纖傳感器完全是一種非侵入性監(jiān)測手段。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)測胚胎發(fā)育的各個關鍵階段。”
藍光LED及綠色激光
在文章中，研究小組介紹了將兩種熒光物質團嵌入到位于光纖探針兩端的聚丙烯酰胺基質中，并得出結論：探針能夠有效監(jiān)測出生理pH范圍內的過氧化物水平。
他們聲稱，探針通過分別使用藍色LED和532nm的綠色激光來測量過氧化物和pH值，二者之間能夠達到“最小干擾”。結果顯示，在pH7.5水平下，過氧化物最低的可探測濃度是50μm，同時，在pH值6.5-8.5的范圍內，pH值的測量精度能夠達到0.1個pH值。
研究團隊認為，“這是第一次實現(xiàn)用探針同時測量pH值和過氧化物濃度”，此項工作證實了在復雜生理環(huán)境下測量pH值和過氧化物濃度的重要性。
技術潛力
目前傳感器所能達到的分辨率是200μm，但是Purdey及其同事認為通過采用錐形光纖，分辨率能夠達到幾微米。當然，目前距離能夠完美有效監(jiān)測胚胎健康狀況的技術還很遙遠。
Purdey 介紹說，“目前臨床檢測手段完全基于可視化，即使是目前的探針技術也要依靠多光線、多探測器以及光源來實現(xiàn)。”但是，目前ARC中心研究團隊的雙探測器技術有望僅依靠一個探針就能客觀地同時監(jiān)測多個生理參數(shù)。“依靠這種技術，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行的。”
在體外受精(IVF)監(jiān)測中使用此項技術檢測過氧化物濃度具有重大意義，因為過氧化物濃度能夠反映細胞應激反應以及可能的疾病。在未來，該傳感器將內置在身體內，用于檢測動脈中的細胞以找到血管疾病方面的證據(jù)。同時可以用于幫助癌癥的治療。
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