生物标志物是可能存在于生物样品中并与特定疾病相关的成分。因此，医生可以分析患者的生物样本以检查他们的健康状况或监测特定治疗的进展情况。通常，这些样品需要在分析前进行纯化和稀释，而当前的医学诊断技术依赖于医疗保健设施和实验室进行这些常规分析。这是一个漫长的过程，需要训练有素的人员和昂贵的仪器在集中位置提取、运输、存储、处理和分析样本。此外，在持续的大流行等全球危机期间，成千上万的分析请求的压力可能会使医疗保健系统饱和并崩溃。
另一方面，护理点设备是小型自动化仪器，能够在分散的位置进行诊断并提供快速答案。这种设备的一个例子是血糖仪，糖尿病患者用来监测他们血液中的血糖水平。这些设备可以克服必须通过集中式系统处理样本的固有限制，使任何人都能够在家中监测自己的健康状况，只需使用通过手指刺破提取的微小血液样本。
然而，这些设备的开发一直受到与测量生物样品相关的技术挑战的负担。某些疾病和感染的生物标志物仅以极少量存在于样本中，这反过来又对开发极其灵敏的检测技术提出了挑战。虽然增加生物传感器的表面积可以提高仪器的灵敏度，但这些表面往往会很快被堵塞和污染，导致它们无法使用。
为此，韩国蔚山基础科学研究所 (IBS) 软与生命物质中心的 CHO Yoon-Kyoung 教授领导的团队最近开发了一种生物传感器，该传感器使用一种方法来生成纳米结构和纳米多孔表面。这种组合策略不仅为传感器提供了前所未有的灵敏度，而且使其能够抵抗蛋白质污染。
虽然以前没有已知的方法可以使用这种纳米结构和纳米多孔基板可靠地制造电极，但该团队报告了一种生成这种材料的简单方法。该机制基于在氯化钠和可在溶液中形成胶束的表面活性剂存在下将电脉冲应用于平坦的金表面。这些电脉冲驱动优先反应，从表面蚀刻和重新沉积金，进而生长纳米结构并形成纳米孔。使用胶束形式的表面活性剂对于该策略的成功至关重要，因为它可以防止被蚀刻的材料在此过程中扩散掉，因此可以重新沉积。
这些纳米结构的形成产生了大的表面积，有利于提高测定的灵敏度，而纳米孔底物的形成是防止生物样品污染的理想选择。纳米结构和纳米孔的综合优势是该策略成功的关键，可用于临床血浆样本的直接分析。
研究人员通过构建用于检测前列腺癌的生物传感器进一步证明了这项新技术。该电极足够灵敏，仅使用少量血浆或尿液样本即可区分一组前列腺癌和健康供体。没有使用稀释或预处理步骤，这意味着该技术可以很容易地用于癌症的即时诊断。
Cho 教授表示：“我们相信，这项技术对于未来开发适用于生物样本的即时医疗设备和诊断测试至关重要。检测低浓度相关生物标志物并具有强大性能的能力为在癌症、病原体和其他疾病的诊断领域。”
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