據(jù)美國每日科學(xué)網(wǎng)站近日報道，美國科學(xué)家研發(fā)出一種名為D2PA的人造納米材料，將這種材料同用來探測疾病的免疫分析方法相結(jié)合，能將這種標準的生物學(xué)工具的靈敏度提高300萬倍。最新突破將大大改進癌癥、阿爾茨海默癥等疾病的早期探測情況，因為醫(yī)生能探測到濃度更低的疾病生物標簽。研究發(fā)表在最新一期《納米技術(shù)》雜志上。
免疫分析方法這一醫(yī)學(xué)測試主要通過模擬免疫系統(tǒng)的行為來探測生物標簽（與疾病有關(guān)的化學(xué)物質(zhì)）在樣本內(nèi)的分布情況。當(dāng)生物標簽出現(xiàn)在從人體內(nèi)提取的樣本中時，該免疫分析測試會發(fā)出閃閃熒光，實驗室可以探測到這些熒光的蹤跡。熒光越亮，表明生物標簽越多。然而，如果生物標簽太少，熒光就會非常微弱從而無法被探測到。免疫分析研究的主要目標之一就是改進探測效率。
現(xiàn)在，普林斯頓大學(xué)的科學(xué)家們借用納米技術(shù)，大大增強了樣本中微弱的熒光，將探測靈敏度提高了300萬倍。也就是說，與傳統(tǒng)方法相比，改進后的免疫分析方法在生物標簽少300萬倍的情況下，也可以進行很好的探測。
該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、普林斯頓大學(xué)工程學(xué)院的教授史蒂芬?周表示：“最新突破為免疫分析方法和其他探測方法以及疾病的早期探測和診斷、治療提供了很多新機會；另外，新方法使用起來也非常方便。”該研究由美國國防部高級研究計劃局和美國科學(xué)基金會資助。
最新研究取得突破的關(guān)鍵在于科學(xué)家們研制出的人造納米材料D2PA。D2PA是一層薄薄的金納米結(jié)構(gòu)，其周圍被直徑僅為60納米的玻璃柱所環(huán)繞，這些玻璃柱每隔200納米放置一個，每個柱子上都覆蓋有一層金。每個柱子的周邊都散落著更細小的、直徑僅為10納米到15納米的金點。在以前的研究中，史蒂芬?周已經(jīng)證明，這個獨特的結(jié)構(gòu)能采用非比尋常的方法提升光的聚合和傳輸能力，尤其是其可以將表面拉曼散射的效率提高10億倍。而最新研究也證明，該結(jié)構(gòu)能大大增強熒光信號。
免疫分析除了應(yīng)用于診斷領(lǐng)域之外，還能廣泛用于藥物研發(fā)和其他生物學(xué)研究領(lǐng)域。史蒂芬?周表示，熒光在化學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域都起著重要的作用，可應(yīng)用于從發(fā)光顯示器到太陽能捕獲設(shè)備等之上，D2PA材料在這些領(lǐng)域也能找到“用武之地”。
史蒂芬?周表示，接下來，他打算進行一些測試，比較D2PA增強的免疫分析方法和傳統(tǒng)方法在乳腺癌和前列腺癌方面的測定靈敏度。另外，他也在和紐約史丹基達寧癌癥研究中心的科學(xué)家們攜手合作，研發(fā)測試同極早期阿爾茨海默癥有關(guān)的蛋白質(zhì)。他說：“使用我們的最新方法，能夠很早探測出阿爾茨海默癥。”
免疫分析方法這一醫(yī)學(xué)測試主要通過模擬免疫系統(tǒng)的行為來探測生物標簽（與疾病有關(guān)的化學(xué)物質(zhì)）在樣本內(nèi)的分布情況。當(dāng)生物標簽出現(xiàn)在從人體內(nèi)提取的樣本中時，該免疫分析測試會發(fā)出閃閃熒光，實驗室可以探測到這些熒光的蹤跡。熒光越亮，表明生物標簽越多。然而，如果生物標簽太少，熒光就會非常微弱從而無法被探測到。免疫分析研究的主要目標之一就是改進探測效率。
現(xiàn)在，普林斯頓大學(xué)的科學(xué)家們借用納米技術(shù)，大大增強了樣本中微弱的熒光，將探測靈敏度提高了300萬倍。也就是說，與傳統(tǒng)方法相比，改進后的免疫分析方法在生物標簽少300萬倍的情況下，也可以進行很好的探測。
該研究的領(lǐng)導(dǎo)者、普林斯頓大學(xué)工程學(xué)院的教授史蒂芬?周表示：“最新突破為免疫分析方法和其他探測方法以及疾病的早期探測和診斷、治療提供了很多新機會；另外，新方法使用起來也非常方便。”該研究由美國國防部高級研究計劃局和美國科學(xué)基金會資助。
最新研究取得突破的關(guān)鍵在于科學(xué)家們研制出的人造納米材料D2PA。D2PA是一層薄薄的金納米結(jié)構(gòu)，其周圍被直徑僅為60納米的玻璃柱所環(huán)繞，這些玻璃柱每隔200納米放置一個，每個柱子上都覆蓋有一層金。每個柱子的周邊都散落著更細小的、直徑僅為10納米到15納米的金點。在以前的研究中，史蒂芬?周已經(jīng)證明，這個獨特的結(jié)構(gòu)能采用非比尋常的方法提升光的聚合和傳輸能力，尤其是其可以將表面拉曼散射的效率提高10億倍。而最新研究也證明，該結(jié)構(gòu)能大大增強熒光信號。
免疫分析除了應(yīng)用于診斷領(lǐng)域之外，還能廣泛用于藥物研發(fā)和其他生物學(xué)研究領(lǐng)域。史蒂芬?周表示，熒光在化學(xué)和工程學(xué)領(lǐng)域都起著重要的作用，可應(yīng)用于從發(fā)光顯示器到太陽能捕獲設(shè)備等之上，D2PA材料在這些領(lǐng)域也能找到“用武之地”。
史蒂芬?周表示，接下來，他打算進行一些測試，比較D2PA增強的免疫分析方法和傳統(tǒng)方法在乳腺癌和前列腺癌方面的測定靈敏度。另外，他也在和紐約史丹基達寧癌癥研究中心的科學(xué)家們攜手合作，研發(fā)測試同極早期阿爾茨海默癥有關(guān)的蛋白質(zhì)。他說：“使用我們的最新方法，能夠很早探測出阿爾茨海默癥。”
