每四秒鐘，就有一人被敗血症奪去生命。敗血症是住院病人的主要死因，也是全球十大主要死因之一。敗血症與人體對細菌感染後所產生的炎症反應有關，並且進展非常迅速：正確診斷和治療之前的每一小時，死亡率都會增加近8％。時間對敗血症至關重要，但是目前醫院中使用的測試最多可能需要72個小時才能做出診斷。

許多科學家正在研究這個關鍵問題，包括EPFL衍生公司Abionic的研究。EPFL工程學院的Bionano光學圖譜系統（BIOS）實驗室的研究人員剛剛推出了一項新技術。他們開發了一種光學生物傳感器，將敗血症的診斷時間從幾天縮短到了幾分鐘。他們的這項新技術借鑑了納米技術的最新發展以及納米級的光效應，從而創建了一種高度可攜式，易於使用的設備，可以快速檢測患者血液中的敗血症生物標誌物。他們的設備只需幾分鐘即可提供檢測結果，就像用驗孕棒檢測是否懷孕一樣快。

由於該生物傳感器使用獨特的等離子體技術，因此可以用小型，廉價的組件製造，但其精度可達到金標準實驗室方法。該設備可以篩選大量生物標誌物，並適合快速診斷多種疾病。它安裝在西班牙的瓦萊德希伯倫大學醫院，用於盲測，以檢查醫院敗血症庫中的患者樣本。研究人員的技術正在申請專利，他們的研究成果已於近期發表在了《Small》期刊上。

在納米孔中捕獲生物標記

該設備採用光學超表面，在這種情況下，一片薄金片包含數十億個納米孔陣列。超穎表面將光聚集在納米孔周圍，以便進行極為精確的生物標記檢測。利用這種類型的超表面，研究人員可以使用簡單的LED和標準CMOS攝像頭檢測血液樣本中的敗血症生物標誌物。

研究人員先往樣品中添加了旨在捕獲生物標記物的特殊納米顆粒溶液。然後，他們將這種混合物分布在超表面上。該研究的主管亞歷山大·比盧什金（Alexander Belushkin）表示：「任何含有捕獲的生物標誌物的納米顆粒，都會被納米孔上的抗體迅速捕獲。」 當使用LED時，這些納米顆粒會部分阻擋穿過穿孔超表面的光。該研究的協作者菲利茲·耶西爾科伊（Filiz Yesilkoy）說：「這些納米級的相互作用是由CMOS相機成像的，並進行了高精度的實時數字計數。」 生成的圖像用於快速確定樣品中是否存在疾病生物標誌物，如果存在，那濃度是多少。他們使用新設備測量了兩個重要的敗血症相關生物標誌物血清降鈣素原（PCT）和C反應蛋白（CRP）。醫生可以使用此信息更迅速地判斷敗血症患者的分類，從而挽救生命。

BIOS負責人Hatice Altug說：「我們相信，低成本，緊湊的生物傳感器將成為救護車和某些醫院病房中的重要設備。」 科學家已經想到了可能的應用。瓦萊德希伯倫大學醫院的首席醫生AnnaFàbrega和JuanJoséGonzález說：「我們迫切需要這種有前途的生物傳感器，以便醫生能夠準確、快速地診斷敗血症，從而將患者的死亡率降至最低。」

Alexander Belushkin, Filiz Yesilkoy, Juan Jose González‐López, Juan Carlos Ruiz‐Rodríguez, Ricard Ferrer, Anna Fàbrega, Hatice Altug. Rapid and Digital Detection of Inflammatory Biomarkers Enabled by a Novel Portable Nanoplasmonic Imager. Small, 2019; 16 (3): 1906108 DOI: 10.1002/smll.201906108