近日，東北師范大學(xué)楊麗教授課題組開發(fā)了一種新型的非侵入式可穿戴眼貼生物傳感器，用于同時檢測眼淚中的多種關(guān)鍵生物標(biāo)志物（氫離子、蛋白質(zhì)、抗壞血酸和葡萄糖）。該方法僅需一滴眼淚（約20μL），反應(yīng)時間為30s。使用該方法對人體進行眼淚檢測，結(jié)果顯示與使用檢測試劑盒進行的平行測量有良好的相關(guān)性。相關(guān)工作以“Wearable Eye Patch Biosensor for Noninvasive and Simultaneous Detection of Multiple Biomarkers in Human Tears”為題發(fā)表在Analytical Chemistry上。

圖1 （A）眼貼生物傳感器設(shè)計原理圖；（B）眼貼生物傳感器圖像；（C-E）眼貼眼貼在拉伸（C）、扭轉(zhuǎn)（D）或彎曲（E）行為方面的機械靈活性；（F）使用眼貼生物傳感器（AA：抗壞血酸，Alb：白蛋白，Glu：葡萄糖）的測定過程示意圖；（G）使用半定量卡片分析或使用智能手機進行定量分析。

具體來看，該生物傳感器設(shè)計獨特，是一種方便使用的“眼貼”，可以輕松舒適地貼合在眼睛下面。避免像基于隱形眼鏡的生物傳感平臺那樣直接接觸眼睛。眼貼上的不同感應(yīng)區(qū)域被特定的顯色試劑修飾，以選擇性地測定眼淚中的氫離子（pH）、蛋白質(zhì)、抗壞血酸和葡萄糖。

圖2 測定眼淚中pH（A）、白蛋白（B）、低濃度（C）和高濃度（D）抗壞血酸（AA）和葡萄糖（E）的比色反應(yīng)機制。

圖3 試樣體積的影響（A）和眼淚試樣完全滲入感測區(qū)域所需的時間（B），插圖顯示了將稀釋了20倍的藍色墨水的樣品填入入口，并通過通道流入反應(yīng)區(qū)所拍攝的照片。

該方法僅需一滴眼淚（約20μL），僅需2秒就可完全滲透到眼貼內(nèi)，到達用特定顯色試劑修飾的不同感測區(qū)域。經(jīng)過30秒的反應(yīng)時間，從眼貼上的每個感知區(qū)域產(chǎn)生的顏色信號被捕捉并使用智能手機分析，以實現(xiàn)快速和準(zhǔn)確的生物標(biāo)志物檢測。

圖4 使用眼貼生物傳感器（紅色）和標(biāo)準(zhǔn)檢測試劑盒（藍色）測量5名成年志愿者淚液生物標(biāo)志物的含量：（A）pH值；（B）蛋白質(zhì)；（C）抗壞血酸；（D）空腹或餐后葡萄糖；（E）在飯前或飯后，使用眼貼生物傳感器測量的淚液血糖與使用血糖儀測量的血糖之間的相關(guān)性。

總體而言，所提出的眼貼生物傳感器在無創(chuàng)性檢測各種淚液生物標(biāo)志物方面具有巨大的潛力和多功能性，促進了基于淚液的無創(chuàng)性穿戴式生物傳感器在新興的個人衛(wèi)生保健和臨床監(jiān)測領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。

論文鏈接：

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c00614

審核編輯 ：李倩