每四秒钟，就有一人被败血症夺去生命。败血症是住院病人的主要死因，也是全球十大主要死因之一。败血症与人体对细菌感染后所产生的炎症反应有关，并且进展非常迅速：正确诊断和治疗之前的每一小时，死亡率都会增加近8％。时间对败血症至关重要，但是目前医院中使用的测试最多可能需要72个小时才能做出诊断。

败血症

许多科学家正在研究这个关键问题，包括EPFL衍生公司Abionic的研究。EPFL工程学院的Bionano光学图谱系统（BIOS）实验室的研究人员刚刚推出了一项新技术。他们开发了一种光学生物传感器，将败血症的诊断时间从几天缩短到了几分钟。他们的这项新技术借鉴了纳米技术的最新发展以及纳米级的光效应，从而创建了一种高度便携式，易于使用的设备，可以快速检测患者血液中的败血症生物标志物。他们的设备只需几分钟即可提供检测结果，就像用验孕棒检测是否怀孕一样快。

由于该生物传感器使用独特的等离子体技术，因此可以用小型，廉价的组件制造，但其精度可达到金标准实验室方法。该设备可以筛选大量生物标志物，并适合快速诊断多种疾病。它安装在西班牙的瓦莱德希伯伦大学医院，用于盲测，以检查医院败血症库中的患者样本。研究人员的技术正在申请专利，他们的研究成果已于近期发表在了《Small》期刊上。

在纳米孔中捕获生物标记

该设备采用光学超表面，在这种情况下，一片薄金片包含数十亿个纳米孔阵列。超颖表面将光聚集在纳米孔周围，以便进行极为精确的生物标记检测。利用这种类型的超表面，研究人员可以使用简单的LED和标准CMOS摄像头检测血液样本中的败血症生物标志物。

纳米孔

研究人员先往样品中添加了旨在捕获生物标记物的特殊纳米颗粒溶液。然后，他们将这种混合物分布在超表面上。该研究的主管亚历山大·比卢什金（Alexander Belushkin）表示：“任何含有捕获的生物标志物的纳米颗粒，都会被纳米孔上的抗体迅速捕获。” 当使用LED时，这些纳米颗粒会部分阻挡穿过穿孔超表面的光。该研究的协作者菲利兹·耶西尔科伊（Filiz Yesilkoy）说：“这些纳米级的相互作用是由CMOS相机成像的，并进行了高精度的实时数字计数。” 生成的图像用于快速确定样品中是否存在疾病生物标志物，如果存在，那浓度是多少。他们使用新设备测量了两个重要的败血症相关生物标志物血清降钙素原（PCT）和C反应蛋白（CRP）。医生可以使用此信息更迅速地判断败血症患者的分类，从而挽救生命。

BIOS负责人Hatice Altug说：“我们相信，低成本，紧凑的生物传感器将成为救护车和某些医院病房中的重要设备。” 科学家已经想到了可能的应用。瓦莱德希伯伦大学医院的首席医生AnnaFàbrega和JuanJoséGonzález说：“我们迫切需要这种有前途的生物传感器，以便医生能够准确、快速地诊断败血症，从而将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