据麦姆斯咨询报导，一款新型生物传感器容许研究人员动态追踪“器官芯片”系统中的含氧量，从而可以保证这些系统更加现实地仿效器官功能。如果期望构建器官芯片在药物和毒性测试等应用于，这一点至关重要。
该款生物传感器由北卡罗来纳州立大学和北卡罗来纳大学教堂山分校的研究人员研发。十多年来，器官芯片的概念仍然受到研究人员的注目。这个点子是建构仿效特定器官功能的小型生物结构，例如像肺一样将氧气从空气中移往到血液中。目标是用于这些器官芯片，也称作微生理模型，加快对毒性或新药有效性的高通量测试。
但是，虽然近年来芯片器官研究获得了重大进展，但用于这种方式的主要障碍是缺少用作从系统中实际检索数据的工具。“在大多数情况下，搜集芯片器官数据现有的唯一方法是利用生物测定、组织学，或用于其他牵涉到毁坏的组织的技术，”这款新型生物传感器的论文作者MichaelDaniele谈道。Daniele是北卡罗来纳州立大学电气工程系由助理教授，同时在北卡罗来纳大学教堂山分校生物医学工程牵头系由供职。“我们确实必须的是需要动态搜集数据而不影响系统运营的工具”Daniele说道，“这能保证我们需要持续搜集和分析数据，并对正在再次发生的情况获取更加非常丰富的洞察。
我们研发的新型生物传感器就是为上述拒绝而问世，最少对含氧量而言是这样的。”人体各处的含氧量差异相当大。例如，在身体健康成年人的肺的组织中氧含量大约为15%，而肠道内壁完全为0%。
氧气含量直接影响的组织功能，这很最重要。如果您想要告诉器官如何长时间运作，您必须在实验时维持芯片器官的“长时间”水平的氧含量。“实质上，我们必须一种方法来动态监测氧含量，不仅在器官芯片的现场环境中，还包括器官芯片所在的的组织本身。现在我们有办法做了。
”Daniele说道。这款生物传感器的秘诀在于磷光凝胶，曝露于红外光后能升空出有红外光，可以把它想象成一种Echo闪光。
不过，凝胶曝露于光线和其发出回声闪光的迟缓时间不会随着其环境中氧气含量的变化而变化。氧气就越多，迟缓时间越高。迟缓时间持续意味着几微秒，但通过监测时间，研究人员可以测量较低至百分之零点几的氧气浓度。
为保证生物传感器的长时间工作，研究人员必需在生产过程中将一层薄薄的凝胶重新加入到芯片中。由于红外光可以通过的组织，研究人员可以用于“读取器”，用作升空红外光并测量磷光凝胶的Echo闪光，通过测量到微秒级的延时，重复监测的组织中的含氧量。
研究团队早已用于人类乳腺上皮细胞来建模身体健康的组织和癌的组织，并在三维支架中展开了顺利的测试。“我们接下来的步骤之一是将生物传感器统合到系统中，该系统可以自动展开调整，以保持器官芯片所需的氧气浓度。”Daniele说道，“我们也期望与其他的组织工程研究人员和产业界合作。
我们指出，我们研发的生物传感器能增进器官芯片发展。”该论文题目为Integratedphosphorescence-basedphotonicbiosensor（iPOB）formonitoringoxygenlevelsin3Dcellculturesystems，已公开发表在期刊BiosensorsandBioelectronics上。
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