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非侵入性微型傳感器可測人體pH值，或有助于診斷癌癥

[2015/12/24]

    據最新一期《化學科學》雜志報道，加拿大研究人員開發出一種可更準確測量pH值的微型傳感器，或有助更好地理解和診斷包括癌癥在內的一系列疾病。
    多倫多大學士嘉堡分校化學系助理教授張曉安稱，在活生物系統中實時檢測pH值，對于探測和理解pH值失衡導致的相關疾病至關重要。如低pH值與囊性纖維化、局部缺血以及癌癥的病理狀況密切相關。pH值信號可用于診斷疾病及監測治療效果，了解人體組織內的pH值在何時何地發生顯著變化是非常重要的。因此，迫切需要找到一種可進行深入、精確的探查，同時又確保不入侵組織的新方法。
    張曉安團隊使用核磁共振光譜技術開發的微型傳感器，可以非侵入方式在原子水平對分子進行非常詳細的觀察。研究人員將大腸桿菌細胞作為實驗對象，完成了對卵母細胞（魚卵細胞）的傳感器測試。
    pH值是對質子（附著于其他分子的微小帶電粒子）活性的測定。質子活性很難在組織中測量，因為質子移動迅速，難以用常規核磁共振的時間尺度來捕獲分子位置。利用核磁共振測量pH值的主要挑戰在于，在不同的質子化狀態（附著或不附著）對分子進行精細成像。既有核磁共振技術無法對不同質子態的實時測量提供足夠的精度。
    張曉安團隊研發的傳感器，則通過一種緩慢的質子交換機制，提供了獨特的解決方案。該探測器可減緩質子運動，并觀察不同狀態下的質子，從而使測量變得更為靈敏和精確。該傳感器雖為醫療成像設計，但亦可擴展到環境科學、生物學乃至食品生產和質量控制等其他應用領域。