頻繁檢測血清丙氨酸氨基轉移酶（ALT）的活性對于預防藥物性肝損傷（DILI）至關重要。目前，ALT活性測量的金標準是一種基于吸光度的檢測方法，需要在臨床實驗室中建立一個大型的自動化平臺。由于ALT檢測限于中央實驗室，肝衰竭的預后指標和隨后的臨床干預之間的延遲可能是不可避免的。除了后勤負擔和費力的過程之外，由于大型儀器的外形尺寸、購置成本和操作人員的要求等因素，這些測試在資源有限的環(huán)境下更不切實際。

據麥姆斯咨詢報道，近日，FemtoDx公司的研究人員證明了商業(yè)化代工制造的硅納米線場效應晶體管（SiNW FET）生物傳感器的能力，這種生物傳感器的尺寸能夠實現頻繁的床旁檢測。研究人員提出了一種ALT檢測方法，通過將ALT催化產生的丙酮酸與鐵氰化物的還原相結合，實現了ALT活性的分光光度法和電學法測量。這兩種方法在足夠寬的動態(tài)范圍內具有相當的ALT活性檢測能力，以監(jiān)測具有DILI風險的患者。這項研究展示了使用非耦合SiNW FET測量內源酶的動力學活性，以及用于便攜式生物傳感器平臺的SiNW FET傳感器陣列的商業(yè)化制造。

考慮到產品開發(fā)和商業(yè)化，SiNW FET生物傳感器是通過可擴展的晶圓級制造工藝進行設計和制造。數百個納米線傳感器芯片可同時制造。每個納米線傳感器芯片的關鍵元件包括漏極和源極端子、納米線陣列和傳感區(qū)域。研究人員對傳感表面進行了修飾，以便于血清ALT活性的測量。這種傳感器芯片尺寸為5.0 mm × 5.0 mm，小到足以安裝在2.0 cm × 2.4 cm的PCB板上。

納米線傳感器和通過電流傳感的ALT檢測

通過改變局部離子濃度來調節(jié)SiNW FET的電導，以檢測ALT酶的活性。在ALT測定中，ALT催化反應產生的丙酮酸與丙酮酸氧化酶偶聯，將鐵氰化物還原為亞鐵氰化物。隨著負電荷離子中電子數量的增加，SiNW FET附近的表面電荷變得更負，導致使用電子作為電荷載體的傳感器的電導顯著下降。

SINW FET生物傳感器通過鐵氰化物與亞鐵氰化物的氧化還原反應進行ALT檢測

在微孔板讀數儀和SiNW FET生物傳感器陣列上，ALT的檢測線高達8倍正常上限（ULN），旨在覆蓋DILI風險患者所需的范圍。測量結果可在600秒內獲得，提供了快速可靠的ALT檢測讀數。最后，研究人員設計了一種不受檢測開始時間影響的鐵氰化物消耗率測定方法，這對于未來將生物傳感平臺集成到便攜式快速診斷設備中至關重要。

在7個平行傳感器上同時檢測ALT的結果是一致的

總而言之，研究人員開發(fā)了一種將ALT催化產生的丙酮酸與鐵氰化物還原相結合的分析化學方法，可以在微孔板讀數儀上進行分光光度監(jiān)測，也可以在可商業(yè)化制造的SiNW FET生物傳感器陣列上進行電學監(jiān)測。研究人員已經在接近商業(yè)化的SiNW FET生物傳感器平臺上演示了血清ALT活性的多路復用電檢測。同時在多個傳感器上進行測量以及隨后的數據處理將實現可靠的數據報告。

這項研究證明了非耦合SiNW FET生物傳感器在動態(tài)測量未稀釋人血清中內源性酶活性方面的應用。將所開發(fā)的SiNW FET生物傳感器集成到便攜式平臺將為肝功能的常規(guī)監(jiān)測提供機會，并可部署在患者附近的環(huán)境中。

審核編輯：劉清