医工交叉前沿
近日，国际权威生物传感器及生物电子学期刊biosensorsandbioelectronics（中科院i区，影响因子12.）在线发表复旦大医院洪佳旭副主任医师团队与中科院上海微系统所李铁教授团队合作题为“rapidandquantitativedetectionoftearmmp-9fordryeyepatientsusinganovelsiliconnanowire-basedbiosensor”的论文。
洪佳旭副主任医师
李铁教授
洪佳旭副主任医师团队
复旦大医院眼科刘婷婷博士与中科院微系统所鲁梓程博士为并列第一作者，复旦大医院为最后通讯作者单位。该研究自年3月立项，克服重重困难最终成功研发了一款用于定量检测泪液基质金属蛋白酶9(mmp-9)含量的硅纳米线生物传感器。通过利用指甲盖大小的生物诊断芯片实现了干眼患者mmp-9由定性检测向定量检测的重大突破，为干眼的诊断与治疗管理提供了全新利器。
该生物传感器大小与普通手机类似，便于临床使用；单次使用检测泪液的生物诊断芯片仅为指甲盖大小，1滴眼泪即可进行检测mmp-9，结果可用于指导临床用药。
研究背景
“
干眼症
干眼症是最常见的慢性眼表疾病，随着社会生活方式的改变、社会老龄化，其发病率还将继续增加。近年来眼表炎症在干眼症发病的作用逐渐受到重视，其中基质金属蛋白酶9(mmp-9)作为一种炎症密切相关的蛋白酶被证明是干眼症诊断的可靠指标。在北美地区，临床医生通常用mmp-9快速诊断试剂盒（类似新冠抗原检测试剂盒）判断患者泪液是否呈现阳性反应，mmp-9泪液阳性的干眼患者原则上应早期使用抗炎药物。该产品目前尚未进入中国，另一方面，该产品在使用时由于只能定性检测，也难以用于干眼患者病情的随访。为了克服上述难题并实现技术的国产化，洪佳旭副主任医师主动对接中科院上海微系统所微系统技术重点实验室副主任李铁教授，双方最后选择使用硅纳米线生物传感器芯片进行深入研究。
“
硅纳米线生物传感器芯片
基于硅纳米线场效应的生物传感器能够捕获特异性的靶分子，从而感受由靶分子电荷引起的导电性能变化，具有灵敏度高、响应迅速、所需样本量少、无需标记等特点，但是由于生物传感器制作流程引起不均一性、生物样本的成分复杂等原因，在临床应用中受到了较大的限制。本研究团队通过改进的可控制作工艺提高了生物传感器的尺寸均匀性与电阻一致性，创新性采用光学校准的方法克服了由于芯片制造和功能修饰过程中引入的传感器间差异以及低盐溶液置换法解决了生物传感器在实际临床环境中因体液样品成分复杂而造成的应用障碍，首创研发了一款用于定量检测泪液mmp9蛋白浓度的硅纳米线生物传感器芯片。该生物传感器与传统的酶联免疫吸附测定法之间具有高度一致性，诊断敏感性为86.96%，特异性为90%。此外，应用该生物传感器随访监测mmp9蛋白浓度改变提示其与干眼的治疗反应相关，克服了现有快速诊断试剂盒不能定量分析的难题。
“
医工交叉创新研究新突破
该研究成果也是复旦大医院在医工交叉创新研究领域的新突破，在循证医学、整合医学和智慧医疗的理念革新和技术引领下，干眼中心与中科院微系统所强强联合，各自发挥学科优势，共同解决临床问题，有机高效整合临床、科研和产业化研究，打造国际顶尖的干眼诊疗交叉学科平台。该研究成果正在积极寻求临床转化，以期为更多干眼患者带来福音。
来源：复旦大医院
上观号作者：上海科技