【儀商網(wǎng)-儀器儀表前沿】據(jù)報道，中國研究人員將治療診斷學從合成傳感器發(fā)展到了活體材料（通常與生物系統(tǒng)不兼容），他們利用體內(nèi)紅細胞（red blood cell，RBC）波導組裝了活體生物傳感器和微馬達，用于pH傳感和顆粒運輸。

治療診斷學（Theranostics）是單詞治療學（therapeutics）和診斷學（diagnostics）的組合，描述了一種用于癌癥治療的集成治療平臺，該平臺可以在單一過程內(nèi)診斷出腫瘤，提供靶向治療并監(jiān)測對治療的反應。治療診斷醫(yī)學是邁向個性化醫(yī)療的重要一步，具有同時、實時監(jiān)測藥物輸送、藥物作用和治療反應的潛力。

由于其高空間分辨率和靈活性，可以感測和驅(qū)動生物環(huán)境的光學生物傳感器和微馬達被認為是有前景的治療診斷器件。

中國研究人員將治療診斷學從合成傳感器發(fā)展到了活體材料（通常與生物系統(tǒng)不兼容），他們利用體內(nèi)紅細胞（red blood cell, RBC）波導組裝了活體生物傳感器和微馬達，用于pH傳感和顆粒運輸。

科學家們在《先進功能材料》（Advanced Functional Materials）期刊上發(fā)表了他們的研究成果《用于活體生物傳感器和微馬達的紅細胞波導》

暨南大學（Jinan University）納米光子學研究所（Institute of Nanophotonics）副教授，論文第一作者Yuchao Li表示，“我們的活體生物傳感器可用于診斷與pH相關的血液疾病，波導可以像微馬達一樣旋轉(zhuǎn)，將微粒傳輸?shù)侥繕藚^(qū)域。與合成傳感器和馬達相比，紅細胞生物傳感器和微馬達具有高度的生物相容性、靈活性和非侵入性?！?/span>

該團隊通過光梯度力將紅細胞波導限制在兩根錐形光纖探針（可用于捕獲細胞、引導光和收集信號）的光軸內(nèi)。紅細胞波導的光傳播模式與紅細胞的形態(tài)有關，紅細胞的形態(tài)則取決于血液的pH值。

上圖顯示了微粒在微流體毛細管中的光學傳輸，a1）紅細胞微馬達，由相干輸出光引起的光扭矩驅(qū)動；a2）兩根光纖探針。紅色箭頭指示旋轉(zhuǎn)方向，θ指示旋轉(zhuǎn)角度

因此，紅細胞波導可用于pH傳感并揭示由pH值引起的血液疾病。測量后，將光扭矩（由兩根光纖探針的相干輸出光誘導）施加到紅細胞波導，使其連續(xù)旋轉(zhuǎn)，將微粒傳輸?shù)轿⒘骺孛毠軆?nèi)的目標位置。

從下圖是實驗照片，在紅細胞微馬達旋轉(zhuǎn)期間，毛細管內(nèi)部的微粒向前傳輸，因為紅細胞微馬達可以利用其驅(qū)動力引起局部流動。