由金纳米粒子制成的纹身彻底改变了医学诊断
植入式传感器可以持续传输有关体内物质或药物的生命值和浓度的信息，这一想法长期以来一直吸引着医生和科学家。这种传感器能够持续监测疾病进展和治疗成功。然而，到目前为止，植入式传感器还不适合永久留在体内，而必须在几天或几周后更换。一方面，由于人体将传感器识别为异物，因此存在植入物排斥的问题。另一方面，表示浓度变化的传感器颜色到目前为止一直不稳定，并且随着时间的推移而褪色。美因茨约翰内斯古腾堡大学 (JGU) 的科学家们开发了一种新型可植入传感器，可以在体内运行数月。该传感器基于颜色稳定的金纳米粒子，该纳米粒子用特定分子的受体进行了修饰。纳米金嵌入人造聚合物组织中，植入皮肤下，通过改变颜色来报告药物浓度的变化。
Carsten Sӧnnichsen 教授的研究小组多年来一直使用金纳米粒子作为传感器来检测微观流动池中的微量蛋白质。金纳米粒子充当光的小天线。它们强烈地吸收和分散它，因此显得五颜六色。他们通过改变颜色对周围环境的变化做出反应。 Sӧnnichsen 的团队已将这一概念用于植入式医疗传感。
为了防止微小颗粒游走或被免疫细胞降解，它们被嵌入具有组织样稠度的多孔水凝胶中。一旦植入皮下，小血管和细胞就会长入毛孔。传感器集成在组织中，不会作为异物被拒绝。 “我们的传感器就像一个看不见的纹身，比一分钱大不了多少，比一毫米薄，”Sӧnnichsen 说。由于金纳米粒子是红外线的，因此肉眼看不到它们。然而，一种特殊的测量装置可以通过皮肤无创地检测它们的颜色。
在他们的研究中，研究人员将他们的金纳米颗粒传感器植入无毛老鼠的皮肤下。在施用各种剂量的抗生素后监测这些传感器的颜色变化。药物分子通过血流输送到传感器。通过与金纳米粒子表面的特定受体结合，它们会引起取决于药物浓度的颜色变化。由于颜色稳定的金纳米粒子和组织整合的水凝胶，该传感器被发现在几个月内保持机械和光学稳定。
有色物体会随着时间的推移而褪色。然而，金纳米粒子不会漂白，而是永久保持其颜色。由于它们可以很容易地被不同的受体包裹，它们是植入式传感器的理想平台。
这个概念是可推广的，并且有可能延长植入式传感器的寿命。未来，基于金纳米颗粒的可植入传感器可用于同时观察体内不同生物标志物或药物的浓度。这种传感器可以应用于药物开发、医学研究或个性化医疗，例如慢性病的管理。
传感器