近日，美国化学会旗下期刊《ACS Nano》（IF = 17.1）在线发表了本研究组与生物治疗全国重点实验室包锐研究员、麻醉科柯博文教授的最新研究成果“Direct and Continuous Monitoring of Multicomponent Antibiotic Gentamicin in Blood at Single-Molecule Resolution”的研究文章，为单分子水平的活体生物连续监测提供了新的思路。
生物体液中小分子的即时监测对于临床诊断和治疗至关重要。然而，小分子固有的低识别度和生物体液的复杂成分给当前的检测技术带来了重大挑战。基于纳米孔的小分子分析方法已表现出卓越的分子分辨率和灵敏度，但由于药物所处的血液环境成分复杂，使用纳米孔直接和实时检测活体血液中药物目前仍有挑战。
该团队使用铜绿假单胞菌的小电导机械敏感通道（PaMscS）来直接检测和快速定量10 nM至10 μM范围内的庆大霉素，并结合神经网络（CNN）精确区分了庆大霉素的三个主要成分。
PaMscS纳米孔具有独特的“分子筛”结构，可在检测6%全血样本时保持稳定的开放状态，该特性使PaMscS用于对全血样本免前处理的直接检测成为可能。与广泛采用的监测技术LC-MS相比，它显着降低了操作门槛，缩短了检测时间，并降低了成本。进一步，基于PaMscS构建的连续监测装置实现了活体大鼠体内庆大霉素约2.5小时的连续监测，无需消耗血液，同时可以对药物成分进行原位分析。该技术能够实现快速、便捷的单分子水平分辨率的药物监测，为今后临床用药的快速、实时、便捷检测，及实时连续检测提供了技术路线和潜在产品方案。
四川大学华西医院博士后赵长健、研究生王裕、陈晨、朱益波和苗壮为本文共同第一作者。