创新生物传感器ImmunoSEIRA助力诊断帕金森病和阿尔茨海默病

2023年7月13日 12:19 • 医疗知识, 新闻资讯 • 阅读 228

创新生物传感器ImmunoSEIRA助力诊断帕金森病和阿尔茨海默病

瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）的研究人员近期取得了在诊断帕金森病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病（NDD）方面的重大突破。他们成功研发出了一种名为“ImmunoSEIRA”的全新生物传感器，该传感器能够快速而准确地检测和辨识与NDD相关的蛋白质生物标记物的错误折叠形态。

这项研究发表在12日的《科学进展》杂志上，并且还应用了人工智能（AI）技术，使用神经网络来对疾病的发展阶段进行量化评估。为了实现这一先进的NDD生物标志物传感器，研究团队将蛋白质生物化学、光谱学、纳米技术和人工智能等多个学科和技术相互融合。

ImmunoSEIRA传感器基于表面增强红外吸收（SEIRA）光谱技术，使得科学家能够检测和分析与NDD相关的生物标志物的形态特征。这一传感器具备独特的免疫分析功能，类似于分子探测器，能够高精度地识别和捕获这些生物标志物。

ImmunoSEIRA传感器的特点在于采用了金纳米棒阵列，搭载了能够检测特定蛋白质的抗体，能够实时、特异性地捕获和分析微小样本中的目标生物标志物。此外，AI算法中的神经网络子集能够识别特定错误折叠蛋白形态、寡聚体和纤维状聚集物的存在，从而跟踪疾病的发展，实现了前所未有的检测精度。

研究进一步证明，ImmunoSEIRA传感器可在实际的临床环境下使用，包括生物体液等复杂液体，甚至包括人脑脊液。该传感器的检测结果同样准确可靠。

阿尔茨海默病、亨廷顿病、运动神经元病和帕金森病都是人们常见的神经退行性疾病（NDD）。由于这类疾病起源复杂、病因复杂，而且表现形式多样，导致早期发现和诊断变得困难。然而，随着新技术的出现，研究人员现在已经能够准确地辨识NDD的关键指标，即异常纤维的特定特征。这一重要进展不仅为早期发现和监测NDD疾病提供了希望，而且为评估疾病进展的不同阶段以及制定相应治疗方案提供了可能。

ImmunoSEIRA生物传感器的研发标志着神经退行性疾病诊断领域的一次巨大突破。该传感器的创新之处在于综合运用了蛋白质生物化学、光谱学、纳米技术和人工智能等多个领域的知识与技术。通过表面增强红外吸收（SEIRA）光谱技术，ImmunoSEIRA传感器可以快速、高效地检测和分析与NDD相关的生物标志物。而配备了金纳米棒阵列和特定蛋白质抗体的ImmunoSEIRA传感器，能够实时、精确地捕获和识别微小样本中的目标生物标志物，从而实现了前所未有的检测精准度。

在这项研究中，研究人员还引入了人工智能技术，利用神经网络来量化NDD疾病的阶段和进展。通过AI算法的子集神经网络，ImmunoSEIRA传感器能够识别出特定错误折叠蛋白形式、寡聚体和纤维状聚集物的存在，并跟踪疾病的发展情况。这个创新的组合使得传感器能够实现对NDD疾病的更准确、更全面的诊断。

研究结果进一步证实了ImmunoSEIRA传感器在实际临床应用中的可靠性。无论是在生物体液等复杂液体环境中，还是在人脑脊液等特殊样本中，ImmunoSEIRA传感器都能够实现准确的检测。

总之，通过这项创新研究，研究人员成功开发出了ImmunoSEIRA生物传感器，该传感器利用光谱技术和人工智能技术，能够快速、精确地检测和识别与帕金森病和阿尔茨海默病等神经退行性疾病相关的蛋白质生物标志物。这一突破为早期诊断和监测NDD疾病提供了新的可能性，并为制定相应的治疗方案提供了指导。

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