中国科大构建用于临床麻醉管理的手性光学传感器

　　近日，中国科学技术大学庄涛涛教授团队联合附属第一医院、江苏师范大学的研究人员开发了一类新型手性光学生物传感器，并在临床精准麻醉监测领域取得重要突破。相关成果以“A Nanochiral Biosensor Enables Clinical Anesthesia Monitoring”为题发表在国际知名学术期刊《先进材料》上。
 

　　在临床外科手术中，术中麻醉药物浓度的精准监测是保障手术安全的关键。当前的临床麻醉评估多依赖医师经验或间接生理指标，缺乏直接定量分析体内药物含量的能力。此外，传统的体液检测技术因耗时长、设备庞大，也无法实现术中实时监测。基于此，研究团队开发了一类集成手性纳米材料与光流控芯片的新型生物传感器，突破了临床手术中复杂全血基质内多组分麻醉药物难以快速、精准定量的技术瓶颈。
 

　　研究团队采用掠射角沉积技术，精准制备了高度有序的手性螺旋银纳米阵列。该三维手性结构的螺旋节点，在光激发下产生高度局域化的强电磁场，可大大增强目标分子的检测信号。团队进一步利用3D打印，将手性阵列与光流控芯片相集成以构筑生物传感器件，并搭建一体化、便携式的临床监测平台。该监测平台实现了对临床患者全血的快速预处理，大大缩短传统耗时数天的样本预处理与生化分析流程；同时基于传感器的手性基底，对血液中的多种功能性麻醉剂进行无标记的指纹识别与量化(其检测限低至0.1 μg/mL)。研究人员利用该设备对健康、肥胖、高龄以及肝功能受损四类不同生理状况的患者进行了术中多种不同麻醉剂浓度的实时追踪监测。实测结果成功追踪不同患者的药物代谢过程，直观揭示了显著的个体化代谢差异。这种高智能、低成本的传感平台有望在个性化医疗、床旁即时诊断及更广泛的生命健康领域提供重要支持。
 

　　中国科大化学系硕士生林静和江苏师大硕士生李瑞为文章的第一作者，我校化学系庄涛涛教授、附属第一医院王胜教授、贺克强教授与江苏师大韩彩芹教授为通讯作者。该研究得到了科技部、国家自然科学基金委、中国科学院、安徽省等的项目支持。