近年来，各种以纸上分析为基础的设备和传感器使诊断分析的速度显著加快，检测试剂可以很容易地用类似喷墨打印的方式附着在纸上，这帮助医生和研究人员在资源匮乏的地区也可以进行方便、准确、低成本的生物医学检测。然而，包括酶和抗体在内的蛋白质和其它生物分子，对环境往往非常敏感，甚至在它们被打印到纸上之前，就已经降解或者失去功能，并堵塞喷头。
最近，为了解决这个难题，加拿大麦克马斯特大学的John D. Brennan和Carlos D. M. Filipe等科学家组成的团队，开发出一种利用多糖稳定的打印墨水，可以使分析用试剂很方便地打印到纸上，并且大幅度提高打印出来的诊断试纸的保质期。
这项技术也运用了该团队以前的研究成果。去年，这个研究团队使用了一种市售的多糖，普鲁兰多糖（pullulan），用于在药片中稳定和封装包括酶在内的检测试剂，以在缺少冷藏设施的地区使用（Angew. Chem. Int. Ed. 2014, DOI: 10.1002/anie.201403222）。这项研究工作与以前的研究表明，普鲁兰多糖能够保护蛋白质免受氧气的破坏。他们于是想知道普鲁兰多糖能否在纸上分析打印墨水中起类似的保护作用。
为了测试这个想法，博士后Balamurali Kannan建议构建检测乳酸脱氢酶（LDH）的生物传感器。LDH与很多病症有关的生物标志物，包括癌症和器官衰竭。所需的检测试剂包括乳酸、辅因子NAD+、碘硝基四唑氯化物（当LDH将乳酸转换为丙酮酸时，这种试剂就会变成明亮的红色）。
为了构建纸上分析装置，研究人员在滤纸上打印出96孔阵列的蜡环，并加热使蜡浸透到纸里以阻止液体在纸中流动。然后他们将检测试剂与普鲁兰多糖混合，以每滴4微升的液体量打印在各个蜡环孔中，并使其干燥。在检测时，他们在阵列上每个位置滴加血清样品，其中有的含有LDH。在五分钟后，研究人员对滤纸进行数码照相，然后用软件分析其颜色深度以确定LHD浓度。
实验结果表明，这种含有普鲁兰多糖的纸基传感器在LDH的体内浓度范围里能够给出准确可靠的测量值，而且墨水不会堵塞喷嘴，并且在印刷之前都是稳定而不胶凝的。
在室温下，含有普鲁兰多糖的纸基传感器可以保持稳定长达三个星期，如果冷藏则可以保持7周，而作为对照，如果没用普鲁兰多糖，则读数在一天之内就会变得不准确。另外，含普鲁兰多糖的检测限是未用普鲁兰多糖的六分之一。
哈佛医学院和马萨诸塞州总医院的Ali Kemal Yetisen认为，利用普鲁兰多糖来固定和稳定酶很有意思，特别是考虑到普鲁兰多糖价格低廉，而且已被FDA批准。不过，Yetisen并不认为这项技术一定会对资源缺乏的地区有用，因为它并不能提供完全确定的诊断结果，并且需要额外的设备，至少要用智能手机进行照相分析。
1. http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.analchem.5b01923
2. http://cen.acs.org/articles/93/web/2015/09/Printed-Polysaccharide-Stabilizes-Paper-Diagnostic.html