浙江大學梁波/葉學松最新Nature子刊

在帕金森病（PD）治療中，左旋多巴的治療窗較窄，因此對其藥代動力學進行實時在體監測至關重要。然而，現有方法存在樣本需求量大、采樣頻率低等問題，無法獲取完整的藥代動力學曲線。

2025年12月1日，浙江大學梁波及葉學松共同通訊在Nature Communications（IF=15.7）在線發表題為“A nanoMIP sensor for real-time in vivo monitoring of levodopa pharmacokinetics in precision Parkinson’s therapy”的研究論文。本研究提出一種在體監測系統，該系統采用紡錘形碳納米管（CNT）纖維電化學傳感器，通過在單個電活性碳納米管上修飾納米級分子印跡聚合物（nanoMIP），實現對間質液（ISF）中左旋多巴水平的實時追蹤。

核殼結構（CNT-nanoMIP）納米材料不僅能高靈敏、高選擇性地檢測左旋多巴，還在連續間質液檢測中具備抗生物污染和化學污染的特性。該系統已在 PD 大鼠模型和健康大鼠中完成驗證，可用于監測完整的藥代動力學曲線，并評估間質液/血漿中左旋多巴藥代動力學的時間相關性。此外，通過合理設計左旋多巴給藥方案并開展在體實驗，本研究證實該系統可實現藥代動力學曲線的優化與調控，凸顯其在帕金森病個體化藥物治療中的應用潛力。

帕金森病（PD）是第二大流行的神經退行性疾病，伴隨運動和非運動癥狀失調。其特征是黑質中多巴胺能神經元不可逆地耗盡，隨后神經遞質多巴胺逐漸喪失。左旋多巴（L-Dopa）自20 世紀60 年代被發現以來，一直是治療帕金森病的金標準藥物，能夠穿過血腦屏障并代謝為多巴胺，從而幫助帕金森病患者恢復和提升大腦中的多巴胺水平，恢復大部分運動功能。然而，長期左旋多巴治療患者會因短半衰期和狹窄治療窗口的復雜劑量-反應關系而出現嚴重的運動并發癥。通過為臨床醫生提供關鍵的定量藥理學信息，藥物藥代動力學（PK）的實時連續監測在實現精準化、個體化藥物治療方面具有巨大潛力。

在治療性藥物監測（TDM）中，L-多巴水平的黃金標準檢測通常在實驗室環境中通過高性能液相色譜（HPLC）或液相色譜質譜儀（LC-MS）分析等離子體樣本進行。這些方法用于家庭監測和及時醫療干預的實施受到勞動強度高、儀器復雜和長時間周轉的挑戰所阻礙。電化學傳感技術的發展推動了在個體水平上對多種人體生物體液中健康相關和疾病特異性生物標志物的連續監測。然而，目前的左旋多巴電化學傳感器主要局限于即時檢測，依賴血液或汗液樣本，且需要間歇性采樣。主動離子電滲刺激技術的最新進展為PD 患者汗液的連續監測帶來了一定希望，但無法支持長期不間斷的汗液分析。相比之下，植入式傳感器在左旋多巴的實時、連續、原位監測方面具有顯著潛力。然而，由于目標分析物濃度低、生物污染和左旋多巴自聚合導致電極嚴重鈍化等挑戰，其在體內藥代動力學監測中的實際應用仍受到限制。此外，現有左旋多巴傳感器中，很少有通過血漿HPLC 定量這一金標準方法進行驗證的。因此，迄今為止，間質液（ISF）和循環血液中左旋多巴水平的藥理學關聯仍不明確。

用于體內藥代動力學監測的左旋多巴傳感系統（摘自Nature Communications

本研究提出一種左旋多巴連續傳感系統，用于實時在體監測間質液中左旋多巴的藥代動力學。該系統整合了纖維組裝式植入型電化學傳感器以及帶有藍牙模塊的柔性電路貼片。核心傳感纖維的制備的是在紡錘形碳納米管纖維（SSCNTF）的單根碳納米管（CNTs）上修飾納米級分子印跡聚合物（nanoMIP）。碳納米管-核/納米分子印跡聚合物 -殼的納米結構通過納米分子印跡聚合物殼層中的印跡位點賦予傳感器對左旋多巴的特異性識別能力，并通過電活性碳納米管核實現高效的電化學氧化還原信號轉導。左旋多巴的特異性結合會使差分脈沖伏安法（DPV）中的峰電流增加，而非目標分析物由于結構不互補，會被具有目標特異性的分子印跡聚合物殼層排斥。核殼納米結構的設計還為間質液中左旋多巴的連續監測提供了多重優勢。此外，該納米結構使納米分子印跡聚合物纖維傳感器在模擬典型皮膚變形的應變條件下，仍能保持結構和電化學穩定性。

https://doi.org/10.1038/s41467-025-65853-2