金ナノスターズ＠ナノMIPバイオセンサーによる非侵襲的診断に向けた汗中ラクトフェリンの高感度検出
Zahra Baharlouei1, Fathallah Karimzadeh2, Alireza Sanati3
1Department of Materials Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, 84156-83111, Iran; Biosensor Research Center, Isfahan University of Medical Sciences, Isfahan, Iran; Laboratory of Advanced Biotechnologies for Health Assessments (Lab-HA), Lassonde School of Engineering, York University, Toronto, M3J 1P3, ON, Canada; Department of Electrical Engineering and Computer Science (EECS), Lassonde School of Engineering, York University, Toronto, M3J 1P3, ON, Canada.
Talanta
|December 19, 2025
まとめ
本研究では、炎症性疾患のモニタリングに非侵襲的な方法を提供する、汗中のラクトフェリン（LF）を検出するための新しいバイオセンサーを紹介します。ウェアラブル技術は、高感度で再現性の高いLF検出のために金ナノスターズと分子インプリントポリマーを使用しています。
科学分野:
- 生体材料科学
- ナノテクノロジー
- バイオセンサー開発
背景:
- ラクトフェリン（LF）は、IBD、自己免疫疾患、癌などの炎症性疾患に関連しています。
- 現在の検出方法は、侵襲的であったり、リアルタイムモニタリングの感度が不足している可能性があります。
- 非侵襲的でウェアラブルな技術を用いて炎症性バイオマーカーを追跡する必要があります。
研究 の 目的:
- ヒトの汗中のラクトフェリン（LF）の非侵襲的検出のための新しい生体模倣バイオセンサーを開発すること。
- LFに対する選択性を高めたバイオセンサー性能向上のために金ナノスターズ（AuNSs）と分子インプリントポリマー（MIPs）を利用すること。
- 複雑な生体マトリックスにおけるバイオセンサーの有効性を検証し、ウェアラブル健康モニタリングの可能性を評価すること。
主な方法:
- 費用対効果の高いワンステップ法で金ナノスターズ（AuNSs）を合成しました。
- AuNSsとLFに選択的なMIP層を組み込んだ電気化学バイオセンサーを製造しました。
- 複数の体領域からの汗を収集するためのマイクロ流体パッチを設計しました。
- TEM、FTIR、CVを用いてセンサー性能を検証し、スパイクしたPBSおよび汗サンプルでテストしました。
主要な成果:
- AuNS-MIPバイオセンサーは、汗中のLFを信頼性高く電気化学的に検出できることを実証しました。
- 濃度範囲2-2000 ng/mLで高い感度（PBS中2.54 μA mL/ng、汗中2.30 μA mL/ng）を達成しました。
- 検出限界（LOD）は、PBS中で1.74 ng/mL、汗中で1.92 ng/ng/mLと低く、複数のデバイスで相対標準偏差（RSD）<5%という優れた再現性を示しました。
結論:
- 開発された生体模倣バイオセンサーは、非侵襲的な汗ベースのLF検出のための有望なプラットフォームを提供します。
- このウェアラブル技術は、炎症性および免疫関連疾患の疾患再発および進行に関する貴重な洞察を提供する可能性があります。
- 本研究は、リアルタイム健康モニタリングのための手頃な価格のウェアラブルバイオセンサーに向けた重要な一歩を表しています。
