慢性铁失衡——血液中铁含量过少或过多——会导致从贫血和血色素沉着症到更严重的疾病,如癌症、帕金森病和阿尔茨海默病。
血色病是澳大利亚最常见的遗传病之一。澳大利亚统计局估计,约有78万人患有贫血。
生物医学工程学院博士候选人、悉尼纳米学院学生大使Pooria Lesani在Hala Zreiqat教授和卢祖福卢博士的指导下进行研究。他开发了一种多功能纳米级生物探针,可以使研究人员准确监测铁的异常情况。细胞、组织和体液小到1/1000毫摩尔。
这种测试比目前用于检测铁异常的血液测试更敏感和特异,后者从非常低的细胞水平浓度开始。
这项测试使用了一种新型碳基荧光生物纳米探针技术。这种测试涉及无创的皮下或静脉注射,可以在症状出现之前做出更准确的疾病诊断,从而使更严重的疾病在早期得到治疗和预防成为可能。
组织和生物材料研究小组和ARC中心的Lesani先生说,“世界上超过30%的人口患有铁失衡,随着时间的推移,这将导致某些形式的癌症以及帕金森病和阿尔茨海默病”,用于创新的生物工程。
“目前的测试方法既复杂又耗时。为了解决这一问题,早期发现严重疾病,我们开发了一种超灵敏、高性价比的皮肤测试技术,可以检测人体细胞和组织中的铁。
“我们最近的测试表明,可以以极高的灵敏度快速检测游离铁离子。铁可以检测到十亿分之几的浓度范围,速度比以前的纳米探针低十倍。
“我们的传感器是多功能的,可以应用于深层组织成像,包括一个可以可视化复杂生物组织和合成支架结构的小型探针。”
这种纳米探针已经在猪皮肤上进行了测试,其性能优于当前的深层组织成像技术。它可以快速渗透到深度为280微米的生物组织中,在深度高达3000微米(约三毫米)的合成组织中仍然可以检测到。
该团队旨在在更大的动物模型中测试纳米探针,并研究其他可用于确定复杂生物组织结构的方法。
我们希望将纳米探针集成到“芯片实验室”传感系统中,这是一种便携式诊断血液测试工具,使临床医生能够远程监控患者的健康状况。
他说:“芯片实验室系统操作起来相对简单。只需要患者的少量血液样本,就可以准确了解人体潜在的铁离子疾病,从而有助于疾病的早期干预和预防。”
纳米传感器也可以由农业和石化废料制成,从而实现低成本和可持续制造。