Светоадресуемые потенциометрические сенсоры: принципы, стратегии и применения

Светоадресуемые потенциометрические сенсоры (LAPS) представляют собой перспективную технологию для количественного и пространственно-разрешенного детектирования химических биомаркеров и электрофизиологических сигналов в биологических тканях. В рамках этого обзора были детально рассмотрены принципы работы LAPS, ключевые аспекты их проектирования, а также последние достижения в области полупроводниковых устройств, сенсорных интерфейсов и конфигурируемых систем освещения. Были представлены разнообразные применения LAPS, включая картирование pH, обнаружение ионов, сенсоры на основе ферментов и аптамеров, внеклеточный мониторинг в микрофлюидных системах, а также электрофизиологические записи с отдельных клеток и органоидов.

Несмотря на очевидные преимущества и широкий спектр потенциальных применений, внедрение LAPS в рутинную клиническую практику или масштабные исследования сопряжено с определенными вызовами. Обзор, как правило, описывает прогресс и потенциал, но не углубляется в сложности масштабирования производства, стандартизации протоколов для различных биологических систем или вопросы долгосрочной стабильности сенсоров в условиях *in vivo*. Кроме того, необходимы дальнейшие исследования для оптимизации соотношения сигнал/шум в сложных биологических матрицах и минимизации возможных артефактов, связанных с влиянием света на биологические образцы, что является критически важным для получения достоверных и воспроизводимых результатов.

В целом, LAPS обладают огромным потенциалом для трансформации подходов к биомедицинской диагностике и фундаментальным исследованиям в биологии. Их способность обеспечивать высокоразрешенное картирование химических и электрофизиологических процессов открывает новые горизонты для понимания сложных патофизиологических механизмов, разработки точных диагностических инструментов и персонализированных терапевтических стратегий. Дальнейшие исследования и разработки в области материалов, систем освещения и вычислительных алгоритмов позволят преодолеть существующие ограничения и полностью реализовать клиническое и исследовательское значение этой инновационной технологии.