科學家研發世界首個超聲波生物傳感器 有望實現實時腫瘤追蹤

據外媒New Atlas報道，超聲波已經成為顯示人體內部結構必不可少的工具，但是隨著人體對藥物或疾病的反應，超聲波能否提供更詳細、更動態的圖像？澳大利亞科學家利用該技術開發了他們所謂的世界上第一個超聲波生物傳感器，并表示這種傳感器可用于以較低成本監測腫瘤或揭示中風的影響。

可以植入體內的微小、無毒的生物傳感器可以為醫生和研究人員提供有關不同身體過程的全新視角。這些可能是電池供電的設備，通過皮膚檢測微妙的運動來跟蹤呼吸和心率；也可以是其他設備，通過監視周圍的組織來揭示人體對植入的假體的反應。

澳大利亞蒙納士大學的科學家則著手開發一種生物傳感器，該傳感器可以通過超聲波監測體內的藥物水平和生物分子。如今的超聲成像依賴于由充氣微氣泡組成的造影劑，然而這些造影劑最多只能工作20分鐘左右，所以該團隊將目光投向了具有更大持久力的解決方案。

這導致他們開發出由涂有甲基丙烯酸聚合物的二氧化硅核組成的納米顆粒，這使得顆粒對pH值有響應。這些可以植入到組織深處，在其中pH值的變化會導致粒子剛度的變化，可以由體外的標準超聲波掃描儀獲取。這在模擬生物組織、小鼠尸體組織和活小鼠的凝膠體模中得到了證明。

研究人員認為，以這種方式監測腫瘤的pH值可以提供一種非侵入性的方式來實時跟蹤腫瘤對藥物的反應，從而可以調整劑量以滿足個體患者的需求。但是他們希望這項技術能夠提供更多的功能，并指出納米粒子可以適應跟蹤更復雜的生物標記物，例如監測中風影響的氧氣或與其他疾病相關的蛋白質。

科學家們現在將開始在實際的動物疾病模型上測試該技術。最終，他們希望這項技術能夠與智能手機等設備配合使用，從而消除對復雜的醫院或實驗室設備的需求，并為在偏遠地區治療患者開辟了新的可能性。

該研究發表在《ACS Sensors》雜志上。