结肠镜检查可能在未来面临竞争——研究人员在《ACS传感器》杂志上报告称，他们开发了一种由微小微球制成的传感器，这些微球内含能够检测胃肠道疾病标志物的感血细菌。这种微型"药丸"可口服，还含有磁性颗粒，便于从粪便中收集。
在结肠炎小鼠模型中排出后，细菌传感器可在几分钟内检测到胃肠道出血。研究人员表示，传感器中的细菌可以调整用于检测其他肠道疾病。
该研究的合著者周颖（Ying Zhou）表示："这项技术为胃肠道疾病的快速无创检测提供了新范式。"
为何当前结肠镜检查方法存在不足
在美国，数百万人患有结直肠癌或炎症性肠病，包括结肠炎，这些疾病可导致肠道出血、腹泻和痉挛。诊断的金标准是使用内窥镜进行结肠镜检查，这是一种将带有摄像头的长线插入大肠的设备。
尽管其具有临床价值，但由于准备工作繁琐且侵入性强，许多人避免接受该检查。周颖（Ying Zhou）、叶邦策（Bang-Ce Ye）、邹振平（Zhen-Ping Zou）及其同事正在开发更温和的方法，利用能够感应疾病生物标志物（如红细胞成分血红素——肠道出血的标志）的细菌。
新型细菌传感器的工作原理
此前，研究人员开发了在血液存在时会发光的感血红素细菌，但这些细菌传感器在消化系统中容易分解且难以收集。在本研究中，他们将感血红素细菌和磁性颗粒包裹在海藻酸钠团块中，海藻酸钠是一种食品中常用的增稠剂。
这一过程制造出微小的水凝胶微球传感器，它们在通过人体后可轻松用磁铁从粪便中取出。初步测试表明，水凝胶能保护细菌免受模拟消化液的影响，同时允许血红素与细菌传感器相互作用，使其发光。
在动物模型中测试传感器
随后，研究团队将微球口服给结肠炎小鼠模型，这些模型代表了从无活动到严重阶段的不同疾病水平。在微球通过动物的胃肠道系统后，研究人员用磁铁从粪便中回收传感器并发现：
- 微球清理和信号分析耗时约25分钟。
- 随着疾病阶段的进展，传感器产生的光强度增加，这表明结肠炎更严重的小鼠模型中血红素更多。
- 对接受传感器的健康小鼠进行的评估表明微球具有生物相容性且安全。
尽管该传感器仍需在人体上进行测试，但研究人员表示，这种包裹细菌传感器的方法可用于诊断胃肠道疾病并监测治疗和疾病进展。
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