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腦膠質(zhì)瘤醫(yī)工交叉精準診療研究獲進展
作者：廖洋 車慧卿 來源：中國科學報 
山東拓普生物工程有限公司  http://xhztyn.cn
近日，山東大學齊魯醫(yī)院神經(jīng)外科教授李剛、副研究員薛皓團隊與微電子學院教授張翼飛團隊在國際期刊《傳感器和執(zhí)行器b：化學》發(fā)表了研究成果，該研究基于自主研發(fā)的太赫茲—超材料生物傳感器，實現(xiàn)了腦膠質(zhì)瘤輔助治療敏感性的快速精準評估，為制定腦膠質(zhì)瘤個體化治療方案提供了新的思路和方法。
腦膠質(zhì)瘤的高異質(zhì)性導致膠質(zhì)瘤患者對各種輔助治療表現(xiàn)出不同的敏感性，如放療、化療和免疫治療等，制定個體化的治療方案對其預后至關(guān)重要。
研究人員通常利用患者來源的原代腫瘤細胞、類器官或腫瘤異種移植模型進行藥敏檢測。然而，這種檢測方案需要結(jié)合傳統(tǒng)的生物學實驗來評估治療效果，經(jīng)典的標記檢測方法耗時較長且檢測流程繁瑣，而無標記的光譜和電化學檢測技術(shù)靈敏度較低，容易出現(xiàn)假陽性。因此，迫切需要一種新的技術(shù)來快速、精準地評估輔助治療效果，指導腦膠質(zhì)瘤個體化治療方案的制定。
太赫茲（terahertz，THz）波是一種頻率波段在0.1-10THz的電磁波，蛋白質(zhì)、DNA等許多生物大分子的旋轉(zhuǎn)振動能級均處于該波段，且其能量低、穿透性強、方向性好。此外，超材料由具有非自然光學特性的周期性人工原子組成，它們增強的局部場極大地促進了THz波和生物分析物在亞波長尺度上的相互作用。
近年來，結(jié)合MTMs提高檢測靈敏度的THz技術(shù)得到迅猛發(fā)展，并廣泛應(yīng)用于生物分子指標和細胞學特征檢測等生物醫(yī)學領(lǐng)域�；�于此，李剛與張翼飛團隊設(shè)計研發(fā)了一種“插指樣”電L-C MTMs（ELC-MTMs）生物傳感器芯片，并合成適配芯片的聚二甲基硅氧烷細胞培養(yǎng)腔，最終組裝成“插指樣”電L-C MTMs 生物傳感器。
實驗結(jié)果證實，該生物傳感器能夠?qū)崟r監(jiān)測輔助治療處理下膠質(zhì)瘤的細胞數(shù)量和活性狀態(tài)變化，具有評估輔助治療敏感性，指導腦膠質(zhì)瘤個體化治療的潛力；相較于傳統(tǒng)的生物學檢測方法，其檢測時間短，每次僅需5分鐘，并且檢測結(jié)果綜合性指標易解讀，臨床應(yīng)用便捷高效。
該研究得到了國家自然科學基金委、泰山學者攀登計劃等項目的資助，同時得到了山東省腦功能重構(gòu)省級重點實驗室和山東大學腦與類腦科學研究院等平臺的支持。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.133887
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