大多数临床相关的生物标志物不能使用现有的可穿戴方法在原位连续检测。分子印迹聚合物(MIPs)是解决这一挑战的一种很有前途的候选者,但由于其复杂的设计和优化过程产生了可变的选择性,尚未得到广泛应用。加州理工学院Wei Gao提出了QuantumDock,是一个面向可穿戴应用的通用MIP开发的自动化计算框架。
本文要点
(1)QuantumDock利用密度泛函理论来探测单体和目标/干扰分子之间的分子相互作用,以优化选择性,这是MIP向可穿戴传感发展的根本限制因素。
(2)以必需氨基酸苯丙氨酸为例,作者使用溶液合成的MIP纳米颗粒与紫外-可见光谱相结合,对QuantumDock进行了成功的实验验证。此外,作者设计了一种QuantumDock优化的石墨烯可穿戴设备,可以进行自主汗液感应、采样和传感,并首次在人类受试者中展示了可穿戴的非侵入性苯丙氨酸监测,以实现个性化医疗应用。
Daniel Mukasa, et al. A Computationally Assisted Approach for Designing Wearable Biosensors toward Non-invasive Personalized Molecular Analysis. Advanced Materials. 2023
DOI:10.1002/adma.202212161
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202212161