研究人员离改变700亿美元的全球诊断行业又近了一步，新设计的生物传感器能够对用于癌症、关节炎和器官移植治疗的药物 "开启 "颜色或电反应。

澳大利亚联邦科学与工业研究组织-昆士兰大学合成生物学联盟的研究人员与美国克拉克森大学和昆士兰病理学合作，证明了他们构建小分子生物传感器的模块化方法--旨在捕获所选生物标志物并产生可测量反应的人工蛋白质。

在两项独立的研究中，生物传感器被改编为准确测量免疫抑制剂环孢素A、他克莫司和雷帕霉素，以及抗癌药甲氨蝶呤，后者需要密切监测以减少毒性和器官损伤。

首席研究员Kirill Alexandrov教授说，蛋白质生物传感器有可能通过在更便宜的实验室设备和新的护理点设备上实现复杂的测试来扩大病人护理。

Alexandrov教授说："蛋白质是价值700亿美元的全球诊断市场的核心，该市场严重依赖中央实验室处理。我们的生物传感器技术将使像治疗性药物监测这样的测试在不太复杂的设备上进行，你更有可能在小型、区域性或偏远的实验室和医院找到。"

未来的测试也可能需要更小的生物样本，研究人员证明了生物传感器可以准确测量一微升血液样本中的环孢素A水平。

随着进一步的发展，生物传感器技术可能会导致一种指尖测试，有可能在标准咨询期间的3-5分钟内为医生提供病人的结果。

蛋白质的复杂性和脆弱性使蛋白质生物传感器的构建和使用变得困难，但模块化设计有助于缓解这一问题，并且可以适应潜在的针对任何小分子--不仅仅是治疗性药物。

他说，新的蛋白质是由工程细菌生产的，使用重组DNA技术进行了改变，以产生人工开关分子，这些分子被定制为识别特定的药物。

蛋白质生物传感器是'关闭的'--就像一个缺了一块的电路。只有像血液或唾液这样的人体液体中的目标生化物才能完成电路并'开启'与检测到的生物标记物数量成比例的信号。

当被激活时，不同的蛋白质生物传感器会产生基于色调的读数的颜色变化，或者电化学电流。

该团队利用常见的血糖仪技术进行了应用实验，以开发一种廉价、便携和准确的设备。活化的电化学生物传感器分解葡萄糖并产生电子作为副产品，产生与捕获的目标分子数量成比例的电流。

克拉克森团队还证明了这种技术复用的可行性，可以同时检测两种不同的生物标志物。

尽管实验取得了成功，Alexandrov教授说，血糖仪技术是特定用途的，研究人员需要为新的临床用途重新设计设备和制造工艺。

在制造一个医疗设备时，有大量的参数需要协调。这是难以置信的困难，这就是为什么新的诊断技术进入市场的速度非常慢。

Alexandrov教授来自昆士兰大学基因组学和个性化健康中心、昆士兰大学农业和生物经济中心以及昆士兰大学理学院。未来的研究将侧重于蛋白质生物传感器的稳定性、敏感性和可制造性。