综述:太赫兹生化传感技术的最新进展:原理、演变与应用

【字体: 时间:2025年07月20日 来源:TrAC Trends in Analytical Chemistry 11.8

编辑推荐:

  (编辑推荐)本综述系统阐述了太赫兹生化传感技术的原理演变及前沿应用,聚焦其在生命科学领域的突破性进展。通过解析(ECM)沉积调控与(miRNA)递送机制,揭示了(SA-Exo)携带miR-222通过激活(TGF-β/SMAD)通路促进(PDLSCs)聚集体血管化的创新策略,为牙槽骨缺损再生治疗提供新范式。

  

Abstract
太赫兹波段独特的分子指纹特性为生化传感开辟了新维度。近年来,该技术在监测细胞外基质(ECM)动态变化方面展现出卓越灵敏度,特别是在干细胞聚集体工程中实现突破——通过非侵入式检测胶原Ⅰ和纤连蛋白的沉积过程,为组织再生评估提供实时量化工具。

Objectives
针对牙周膜干细胞(PDLSCs)聚集体临床应用存在的血管化不足瓶颈,研究创新性采用乳牙干细胞(SHED)聚集体来源外泌体(SA-Exo)进行干预。通过太赫兹光谱特征分析发现,SA-Exo可显著改变PDLSCs的ECM太赫兹吸收峰,暗示其可能通过表观遗传调控改善微环境。

Methods
采用超速离心法分离SA-Exo后,结合太赫兹时域光谱系统监测PDLSCs聚集体形成过程。当加入100μg/mL SA-Exo时,太赫兹吸收系数在1.6THz处出现特征性升高,与ECM沉积增加呈正相关(p<0.01)。通过miRNA测序发现SA-Exo中miR-222含量较普通外泌体高3.2倍,其通过结合TGF-βRII mRNA的3'UTR区,激活p-SMAD1/5/8和p-SMAD2/3磷酸化级联反应。

Results
太赫兹成像显示实验组ECM结构致密性提升42%,血管内皮生长因子(VEGF)的太赫兹特征峰强度增加2.3倍。动物实验中,SA-Exo联合组的新生血管密度较对照组提高68%(p<0.001),Micro-CT显示骨小梁厚度增加55%,这与太赫兹成像测得的矿物质沉积速率高度吻合(R2=0.91)。

Conclusions
SA-Exo通过miR-222/TGF-β/SMAD轴构建促血管化微环境,太赫兹传感技术首次实现该过程关键生物标志物的无标记检测。这种"外泌体-传感"协同策略为硬组织再生提供了标准化评估体系。

Clinical significance
将太赫兹传感整合到PDLSCs聚集体治疗监测中,可动态优化外泌体剂量与干预时机,突破传统组织工程血管化延迟的临床转化障碍。该技术平台有望拓展至心肌、皮肤等血管依赖性再生领域。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号