白癜风患者工程 http://pf.39.net/bdfyy/bdfal/220426/10713453.html本文参加百家号#科学了不起#系列征文赛。在最近发表在2月份的《Sensors》杂志上的一篇文章中，德克萨斯农工大学的研究人员提出了一种帮助痛风患者更好地监测其症状的技术。这种新型的微创生物传感器系统可能是未来痛风个人管理的关键。寻找更多的方法来帮助患者降低痛风发作的风险，是一个重要的临床需求，不过还没有被详细研究过，生物医学工程系主任兼教授MikeMcShane博士说。在未来，像我们这样的生物传感器技术有可能帮助患者采取先发制人的措施，减少症状的严重程度，并降低他们反复检查带来的长期健康成本。痛风是一种痛苦的关节疾病，痛风患者的血液中循环的尿酸盐水平往往较高，这种情况称为高尿酸血症。这些尿酸盐结晶会从血管中扩散出来，并在关节间的空间内堆积。这些盐类沉积物会引起剧烈的疼痛，晚期的情况下，关节和骨骼会恶化。对于痛风的诊断，医生往往以临床上的标准，如疼痛发生的频率、疼痛的位置和炎症的严重程度等为诊断标准。但要想确诊，则需要检查关节间的液体是否存在尿酸盐结晶，以及尿酸盐结晶的数量。由于设备和人工成本等因素，这些检查可能会很昂贵，而且耗费时间。另外，研究人员表示，频繁地去做检查，对于老年痛风患者来说可能会有困难。不过，循环尿酸盐的水平可以通过药物治疗来控制。此外，避免或尽量减少食用富含尿酸盐的食物，如红肉和海鲜等，也有助于控制血尿酸盐水平。保持较低的尿酸盐水平对于缓解痛风症状至关重要，工程学院的研究生、该研究的主要作者TokunboFalohun说。因此，我们希望创造出一种可靠且方便使用的技术，让患者可以轻松地自我监测血尿酸水平。尿酸盐会在一种叫做尿酸酶的存在下与氧气发生反应，形成尿囊素。研究人员基于这些知识开发了一种系统，利用已知的氧的传感器苯并卟啉，可以间接监测尿酸盐水平。苯并卟啉是一种复杂的分子，具有独特的光学特性，在光学生物传感器的设计中具有重要的价值。当被LED的光打到时，苯并卟啉会通电，经过短时间后，苯并卟啉会分阶段失去多余的光，最终发出光。但氧原子会影响苯并卟啉在通电状态下的时间或寿命。通过碰撞，氧原子可以带走苯并卟啉中的部分多余能量。因此，如果有较少的氧原子，那么碰撞到苯并卟啉，苯并卟啉的寿命就会成比例地增加。研究人员推断，当尿酸含量较高时，苯并卟啉的寿命一定是较高的，因为更多的氧气被用来制造尿囊素。基于这个道理，McShane和Falohun建立了一种测量苯并卟啉的寿命的技术。他们的技术由两个主要部件组成：一是产生光和收集苯并卟啉的发射光的光学装置；二是用于封装尿酸酶和苯并卟啉的生物相容性水凝胶平台。为了模拟身体内的条件，研究人员将水凝胶的碎片，即直径为毫米的薄片，放入充满盐水的腔室中，接受稳定的氧气流，并持续保持在37摄氏度。然后，他们在每个腔室中放入不同程度的尿酸盐。与光学系统相连的外部计算机计算并报告了苯并卟啉的寿命。研究人员发现，当他们打开LED灯时，正如预测的那样，每个室中的尿酸含量直接影响到苯并卟啉的寿命。也就是说，如果尿酸含量多了，可供碰撞的氧原子就少了，因此，苯并卟啉的寿命也就高了。尽管寿命值忠实地跟随尿酸含量，但McShane和Falohun表示，还需要做更多的实验来确保他们的光学生物传感器系统的长期稳定性，以使该技术适合未来的临床应用。不过，他们指出，他们的生物传感器系统证明了将该技术用于个人管理痛风的可行性，因为水凝胶足够小，可以直接插入皮肤下方，在靠近载氧血管的部位。此外，他们表示，该光学系统可以很容易地连接到任何标准的计算机上，而且他们的软件是以用户友好的方式报告尿酸含量。因此，痛风患者将能够精确地、按需测量他们的尿酸盐水平。论文标题为《AnOpticalUrateBiosensorBasedonUrateOxidaseandLong-LifetimeMetalloporphyrins》。
