研究人员在阿尔茨海默病血液检测开发方面取得重大突破,创造了一种新型超灵敏传感器设计,其性能优于现有技术,且可集成到手持设备中。
昆恩博士站在显示显微镜下玻璃表面淀粉样蛋白检测过程的屏幕前。
发表在顶级期刊《光学》上的研究结果显示,该团队基于光的技术能成功检测血液中作为阿尔茨海默病指标的特定蛋白质水平。
关键的是,这种新型设备可同时测量多种"淀粉样生物标志物",从而分析它们的比例——这一指标正成为疾病诊断的高度精准依据。这项进展使约克大学科学家主导的项目向临床试验迈出关键一步。
信号大幅增强
由约克大学、斯特拉斯克莱德大学与巴西圣保罗研究人员组成的国际团队,通过纳米级传感器重新设计提升了设备性能。新传感器采用"纳米柱"网格替代原有平行凹槽设计,结合金纳米粒子可显著增强用于检测蛋白质的光学信号。
领导该项目的约克大学物理、工程与技术学院昆恩博士与克劳斯教授、王博士解释道:"在光子学领域比较不同技术时,我们使用'性能指标'作为评分卡,综合考量灵敏度和信噪比等关键参数。我们新传感器的评分卡表现优于竞争技术。我们已突破现有技术边界,新设计使我们能够检测到临床所需的超低浓度淀粉样生物标志物,这是先前传感器无法达到的。额外优势在于该技术仍具备可扩展性、可大规模生产,且目标是实现如新冠检测般的简易操作。"
变革性潜力
目前阿尔茨海默病的诊断方法如脑部扫描(PET/MRI)或侵入性腰椎穿刺,既昂贵耗时又难以普及。尽管新型高精度实验室血液检测正在出现,但它们依赖大型昂贵设备,单次检测成本可能高达数千英镑。
约克团队的技术正被整合到手持设备中,仅需一滴指尖血即可在数秒内提供疾病指示,预计单次检测成本低于100英镑。这将极大提升早期诊断可及性,使患者能及时接受在疾病早期阶段最有效的新型治疗。
昆恩博士补充道:"新型阿尔茨海默病治疗药物专门靶向大脑中积聚的粘性淀粉样蛋白。要使这些药物发挥效果,医生首先需确认患者存在这种蛋白质积聚——即'淀粉样蛋白阳性'状态。简易可扩展的血液检测正是促进广泛获取这些新兴治疗的关键。我们的愿景是开发临床医生友好的设备,能在全球医疗环境中部署应用。"
下一步计划
项目下一个重要里程碑将是使用阿尔茨海默病患者血液样本与健康对照组进行设备验证。这一关键阶段将确定该检测区分两组人群的有效性。
"该技术不仅限于阿尔茨海默病,"昆恩博士表示,"相同原理与协议可用于检测另一种关键生物标志物磷酸化tau蛋白,以及帕金森病中的α-突触核蛋白。我们相信这将发展为平台技术,帮助临床医生区分各类痴呆症——这正是当前医疗实践中的重大挑战。尽管仍需在患者样本中验证其有效性,但这项技术突破是关键拼图,有望成为经济高效的工具,为普及检测打开大门。"
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