眼视光主页
视点要闻

温医大眼视光研发具有监测眼压和基质金属蛋白酶-9双功能的智能隐形眼镜

作者:王毅 核稿:李明    文章来源:科技处    点击量:0    发布时间:2022/2/28 9:20:39

近日,温州医科大学王毅研究员和瞿佳教授团队在一区top期刊Advanced ScienceIF:16.806)发表学术论文,题为“Smart Contact Lens with Dual-Sensing Platform for Monitoring Intraocular Pressure and Matrix Metalloproteinase-9”,链接为https://doi.org/10.1002/advs.202104738

 

clip_image002.jpg

泪液中的生物分子是通过泪-血屏障作用从血液中扩散出来的,与血液中的分子显示出一定的相关性。现有的便携式或穿戴式传感器中,用于眼科相关健康状态实时监测的较少。而隐形眼镜作为一种辅助治疗手段,给患有近视、远视、散光等患者带来了极大的视觉改善。越来越多的人加入到佩戴隐形眼镜的行列,不仅是为了改善视力,也是为了美观。

由于隐形眼镜与眼睛直接接触,有望将生物传感器集成到隐形眼镜中,实现对多种疾病的实时无创诊断和健康监测。基于此,温州医科大学王毅研究员和瞿佳教授团队开发了一种基于光学的双功能智能隐形眼镜传感器用于眼压(IOP)的监测和基质金属蛋白酶-9MMP-9)的检测,这两者都是与青光眼、干眼症等眼部疾病相关的关键性指标。

clip_image004.jpg

1. 双功能隐形眼镜传感器的示意图,该传感器由用于IOP监测的反蛋白石结构和用于MMP-9检测的多肽功能化修饰的金纳米碗(AuNBs)表面增强拉曼基底组成。

 

clip_image006.png

2. a)结构色隐形眼镜监测眼压的工作原理示意图。b)使用结构色隐形眼镜传感器测量猪眼眼压的光学装置照片及其示意图(底部)。c)实时监测眼压时,拍下的佩戴在猪眼上的结构彩色隐形眼镜传感器的颜色变化(增加压力时)。d)当增加眼压达到30 mmHg时,猪眼上的隐形眼镜反射光谱的发生蓝移。 e)是d)中反射峰的蓝移与眼压增加相应的线性校准曲线(R2 = 0.978)。红色短划线指的是3倍标准偏差,用于LOD估计。红色阴影区域指的是眼压的生理范围。所有数据以平均值±标准差表示(n>3)。 f)用于眼压监测的隐形眼镜的循环实时测试。红色阴影区域指的是注射液体后眼压增加。

clip_image008.png

2. a)兔子佩戴智能隐形眼镜的照片以及兔子佩戴商业隐形眼镜(中)和智能隐形眼镜(右)后在裂隙灯显微镜下拍摄的荧光图像对比。b)通过双功能智能隐形眼镜的峰值移动来实时监测周期性眼压增高,同时进行MMP-9反应。顶部:50 ng/mL(红色圆圈),中间:10 ng/mL(蓝色方块),底部:缓冲液(黑色三角)。c)实时监测眼压和用50 ng/mL(红色)和10 ng/mL(蓝色)反应2 h后的拉曼光谱与阴性对照(黑色短线光谱)。d)在与50 ng/mL10 ng/mLMMP-9反应后的样品与其相应的阴性对照之间的拉曼强度差的比率。e)根据图5c中的校准曲线测量得到的MMP-9的浓度。

应用隐形眼镜上的反蛋白石结构的颜色变化来进行眼压的连续监测,可以较好地覆盖生理眼压范围(10-21 mmHg)。通过将AuNBs 表面增强拉曼基底与结构色隐形眼镜相结合,实现对泪液中MMP-9的定量分析达到1.29 ng/mL,与其他单独检测IOPMMP-9的相关工作相比,该智能隐形眼镜能够在高性能水平上实现IOPMMP-9的双重检测。此外,隐形眼镜和眼泪之间的长期接触也克服了在MMP-9的检测中存在的低含量泪液的难采样问题。因此,本工作开发的智能隐形眼镜传感器为疾病诊断提供了一个便捷、无创、多功能的传感平台,并为未来将更多的功能整合到隐形眼镜中实现多功能传感铺平了道路。

以上结果发表在Advanced Science2022)。论文的第一作者为温州医科大学的研究生叶颖和共同一作葛源才博士,通讯作者为温州医科大学瞿佳教授、刘啸虎研究员和王毅研究员。该论文获浙江省自然科学基金杰出青年基金(LR19H180001)等基金的资助。

原文链接:https://doi.org/10.1002/advs.202104738


--友情链接--

官方微博

微信公众平台

SHARE IT
Copyright 2020 © 版权所有温州医科大学眼视光医院技术支持:温州医科大学附属眼视光医院信息管理处联科科技
Copyright 2020 版权所有温州医科大学眼视光医院