纳米技术检测骨关节炎的分子生物标志物

维克森林浸信会医学中心的科学家们首次能够使用新开发的技术测量指示骨关节炎和许多其他炎症性疾病的特定分子。

该临床前研究使用固态纳米孔传感器作为分析透明质酸(HA)的工具。

HA是一种天然存在的分子，参与体内的组织水合，炎症和关节润滑。HA在生物体液中的丰度和大小分布被认为是炎症的指标，导致骨关节炎和其他慢性炎性疾病。它还可以作为疾病进展程度的指标。

“我们的研究结果建立了一种新的，定量的方法，用于评估重要的分子生物标志物，弥补了传统技术的差距，”主要作者Adam R. Hall博士说，他是维克森林学院生物医学工程助理教授。医学，维克森林浸信会的一部分。

“这种方法的灵敏度，速度和小样本要求使其成为强大的分析工具的基础，具有明显优于当前评估技术的优势。”

霍尔说，最广泛使用的方法是凝胶电泳，它慢，杂乱，半定量，需要大量的起始材料。其他技术包括质谱法和尺寸排阻色谱法，其价格昂贵且范围有限，以及多角度光散射，其是非定量的并且具有有限的精度。

这项研究发表在最新一期的Nature Communications上，由Wake Forest Baptist的Hall和Elaheh Rahbar博士领导，并与康奈尔大学和俄克拉荷马大学的科学家合作进行。

在该研究中，Hall，Rahbar及其团队首先采用合成HA聚合物来验证测量方法。然后，他们使用该平台确定从骨关节炎马模型的滑液中提取的少至10纳克(十亿分之一克)HA的大小分布。

测量方法包括一个微孔，其中有一个孔或孔，几纳米宽 - 比人类头发小约5000倍。这足够小，只有单个分子才能通过开口，就像它们一样，每个分子都可以被检测和分析。通过将这种方法应用于HA分子，研究人员能够逐一确定它们的大小。霍尔说，HA大小分布在骨关节炎中随时间而变化，因此该技术可以帮助更好地评估疾病进展。

“通过使用微创手术来提取少量液体 - 在这种情况下来自膝盖的滑液 - 我们可能能够识别疾病或确定其进展的程度，这对于医生确定适当的治疗方法是有价值的信息，“ 他说。

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