Štvrtok, 5. júna 2014. - Vedci z Brown University na ostrove Rhode Island v Spojených štátoch vyvinuli nový biočipový senzor, ktorý dokáže selektívne merať koncentrácie glukózy v komplexnom roztoku podobnom ľudským slinám. Prielom, publikovaný v publikácii „Nanophotonics“, je významný, pretože by mohol umožniť konštrukciu zariadenia, ktoré umožní ľuďom s cukrovkou merať hladiny glukózy bez odoberania krvi.
Nový čip využíva rad špecifických chemických reakcií spolu s plazmonickou interferometriou, čo je prostriedok na detekciu chemického podpisu zlúčenín pomocou svetla. Zariadenie je dostatočne citlivé na to, aby detegovalo rozdiely v koncentráciách glukózy ekvivalentné niekoľkým tisíckam molekúl vo vzorkovanom objeme.
„Preukázali sme citlivosť potrebnú na meranie typických koncentrácií glukózy v slinách, ktoré sú obyčajne stokrát nižšie ako v krvi, “ vysvetľuje výskumný riaditeľ Domenico Pacifici, odborný asistent inžinierstva na Brown University. „Teraz to dokážeme s veľmi vysokou špecifickosťou, čo znamená, že môžeme rozlíšiť glukózu od zložiek slín v pozadí, “ dodáva.
Biočip pozostáva z kúska kremeňa štvorcového palca potiahnutého tenkou vrstvou striebra. Ryté striebro v nanoúrovni sú tisíce interferometrov, malé štrbiny so štrbinou na každej strane široké 200 nanometrov. Štrbina je široká 100 nanometrov, asi 1 000 krát tenšia ako ľudské vlasy.
Keď svetlo na čipe svieti, štrbiny spôsobujú vlnu voľných elektrónov v striebre, povrchový plazmonový polaritón, ktorý sa šíri do štrbiny. Tieto vlny narúšajú svetlo prechádzajúce cez drážku a citlivé detektory merajú interferenčné vzory generované drážkami a drážkami.
Týmto spôsobom, keď sa na čip nanesie kvapalina, šíria sa svetelné a povrchové plazmónové vlny cez kvapalinu, ktorá sa vzájomne ovplyvňuje, čím sa menia interferenčné vzory zhromaždené detektormi, v závislosti od chemického zloženia Aj tekutina.
Úpravou vzdialenosti medzi drážkami a stredom štrbiny môžu byť interferometre kalibrované na detekciu podpisov konkrétnych zlúčenín alebo molekúl, s vysokou citlivosťou v extrémne malých objemoch vzorky.
Už v článku uverejnenom v roku 2012 Brownov tím ukázal, že interferometre v biočipe dokážu zistiť glukózu vo vode. Ďalším problémom však bola selektívna detekcia glukózy v komplexnom roztoku, ako sú ľudské sliny.
„Siva je asi 99% vody, takže 1% predstavuje problém, “ hovorí Pacifici. „Existujú enzýmy, soli a ďalšie zložky, ktoré môžu ovplyvniť reakciu senzora., vyriešili sme problém špecifickosti našej detekčnej schémy. “ Títo odborníci to urobili pomocou chémie farbív, aby vytvorili sledovateľný marker pre glukózu.
Vedci pridali do čipu mikrofluidné kanály, aby zaviedli dva enzýmy, ktoré reagujú s glukózou veľmi špecifickým spôsobom. Prvý enzým, glukózoxidáza, reaguje s glukózou za vzniku molekuly peroxidu vodíka, ktorý reaguje s druhým enzýmom, chrenovou peroxidázou, za vzniku molekuly nazývanej resorufín, ktorá môže absorbovať a emitovať červené svetlo a sfarbiť roztok.
Potom vedci dokázali vyladiť interferometre tak, aby hľadali červené molekuly resorufínu. „Reakcia nastáva dvojakým spôsobom: molekula glukózy generuje molekulu rezorufínu - Pacifici hovorí -. Takže môžeme spočítať počet molekúl rezorufínu v roztoku a odvodiť počet molekúl glukózy, ktoré boli pôvodne prítomné v riešení. ““
Tím testoval svoju kombináciu chemie farbív a plazmónovej interferometrie hľadaním glukózy v umelých slinách, zmesi vody, solí a enzýmov, ktoré sa podobajú skutočným ľuďom. Zistili teda, že dokážu detekovať resorufín v reálnom čase s veľkou presnosťou a špecifickosťou a dokázali detekovať zmeny v koncentrácii glukózy 0, 1 mikromólu na liter, čo je desaťnásobok citlivosti, ktorú môžu dosiahnuť interferometre.
Ďalším krokom v práci je podľa Pacifici začatie testovania metódy v reálnych ľudských slinách. Vedci nakoniec dúfajú, že vyvinú malé autonómne zariadenie, ktoré by diabetikom mohlo poskytnúť neinvazívny spôsob sledovania hladiny glukózy. „Teraz kalibrujeme toto zariadenie na inzulín, “ uvádza Pacifici Said, ktorý dodáva, že by sa mohol tiež použiť na detekciu toxínov vo vzduchu alebo vode alebo v laboratóriu na kontrolu chemických reakcií, ktoré sa vyskytujú v oblasti senzora v čase. real.
Zdroj:
Tagy:
Lieky správy Cut-And-Dieťa
Nový čip využíva rad špecifických chemických reakcií spolu s plazmonickou interferometriou, čo je prostriedok na detekciu chemického podpisu zlúčenín pomocou svetla. Zariadenie je dostatočne citlivé na to, aby detegovalo rozdiely v koncentráciách glukózy ekvivalentné niekoľkým tisíckam molekúl vo vzorkovanom objeme.
„Preukázali sme citlivosť potrebnú na meranie typických koncentrácií glukózy v slinách, ktoré sú obyčajne stokrát nižšie ako v krvi, “ vysvetľuje výskumný riaditeľ Domenico Pacifici, odborný asistent inžinierstva na Brown University. „Teraz to dokážeme s veľmi vysokou špecifickosťou, čo znamená, že môžeme rozlíšiť glukózu od zložiek slín v pozadí, “ dodáva.
Biočip pozostáva z kúska kremeňa štvorcového palca potiahnutého tenkou vrstvou striebra. Ryté striebro v nanoúrovni sú tisíce interferometrov, malé štrbiny so štrbinou na každej strane široké 200 nanometrov. Štrbina je široká 100 nanometrov, asi 1 000 krát tenšia ako ľudské vlasy.
Keď svetlo na čipe svieti, štrbiny spôsobujú vlnu voľných elektrónov v striebre, povrchový plazmonový polaritón, ktorý sa šíri do štrbiny. Tieto vlny narúšajú svetlo prechádzajúce cez drážku a citlivé detektory merajú interferenčné vzory generované drážkami a drážkami.
Týmto spôsobom, keď sa na čip nanesie kvapalina, šíria sa svetelné a povrchové plazmónové vlny cez kvapalinu, ktorá sa vzájomne ovplyvňuje, čím sa menia interferenčné vzory zhromaždené detektormi, v závislosti od chemického zloženia Aj tekutina.
Úpravou vzdialenosti medzi drážkami a stredom štrbiny môžu byť interferometre kalibrované na detekciu podpisov konkrétnych zlúčenín alebo molekúl, s vysokou citlivosťou v extrémne malých objemoch vzorky.
Už v článku uverejnenom v roku 2012 Brownov tím ukázal, že interferometre v biočipe dokážu zistiť glukózu vo vode. Ďalším problémom však bola selektívna detekcia glukózy v komplexnom roztoku, ako sú ľudské sliny.
„Siva je asi 99% vody, takže 1% predstavuje problém, “ hovorí Pacifici. „Existujú enzýmy, soli a ďalšie zložky, ktoré môžu ovplyvniť reakciu senzora., vyriešili sme problém špecifickosti našej detekčnej schémy. “ Títo odborníci to urobili pomocou chémie farbív, aby vytvorili sledovateľný marker pre glukózu.
Vedci pridali do čipu mikrofluidné kanály, aby zaviedli dva enzýmy, ktoré reagujú s glukózou veľmi špecifickým spôsobom. Prvý enzým, glukózoxidáza, reaguje s glukózou za vzniku molekuly peroxidu vodíka, ktorý reaguje s druhým enzýmom, chrenovou peroxidázou, za vzniku molekuly nazývanej resorufín, ktorá môže absorbovať a emitovať červené svetlo a sfarbiť roztok.
Potom vedci dokázali vyladiť interferometre tak, aby hľadali červené molekuly resorufínu. „Reakcia nastáva dvojakým spôsobom: molekula glukózy generuje molekulu rezorufínu - Pacifici hovorí -. Takže môžeme spočítať počet molekúl rezorufínu v roztoku a odvodiť počet molekúl glukózy, ktoré boli pôvodne prítomné v riešení. ““
Tím testoval svoju kombináciu chemie farbív a plazmónovej interferometrie hľadaním glukózy v umelých slinách, zmesi vody, solí a enzýmov, ktoré sa podobajú skutočným ľuďom. Zistili teda, že dokážu detekovať resorufín v reálnom čase s veľkou presnosťou a špecifickosťou a dokázali detekovať zmeny v koncentrácii glukózy 0, 1 mikromólu na liter, čo je desaťnásobok citlivosti, ktorú môžu dosiahnuť interferometre.
Ďalším krokom v práci je podľa Pacifici začatie testovania metódy v reálnych ľudských slinách. Vedci nakoniec dúfajú, že vyvinú malé autonómne zariadenie, ktoré by diabetikom mohlo poskytnúť neinvazívny spôsob sledovania hladiny glukózy. „Teraz kalibrujeme toto zariadenie na inzulín, “ uvádza Pacifici Said, ktorý dodáva, že by sa mohol tiež použiť na detekciu toxínov vo vzduchu alebo vode alebo v laboratóriu na kontrolu chemických reakcií, ktoré sa vyskytujú v oblasti senzora v čase. real.
Zdroj:
-porada-eksperta.jpg)
