النانوية تمكين جهاز جديد للكشف عن الأمراض المعدية أسرع

Published on August 24, 2010 at 3:15 AM

جامعة ولاية أريزونا البحوث الهندسة الحيوية ينتج عن تصميم الجهاز الجديد للمساعدة في الكشف عن الأمراض بسرعة وبتكاليف أقل.

أظهرت ولاية أريزونا باحثون من جامعة وسيلة لتبسيط كبير من المرضى اختبار للأمراض المعدية ومستويات البروتين غير صحية.

اختبار الأجهزة الجديدة التي وضعتها أنطونيا غارسيا وجون شنايدر وعود لجعل إجراءات أقل تكلفة وتعطي نتائج في وقت أقل.

المصورة هي قطرة من الدم على النموذج الأولي للجهاز التشخيص التي وضعها الباحثون جامعة ولاية أريزونا. وهو يعمل عن طريق تسليط الأشعة تحت الحمراء القريبة التي ينبعث منها ضوء الصمام الثنائي (LED) على كل قطرة دم يجلس على سطح الماء طارد. شكل انخفاض يركز الضوء إلى حزمة كثيفة تقاس LED الثانية.

وقال جارسيا ، وهو أستاذ في كلية الصحة البيولوجية وهندسة النظم ، واحدة من جامعة ولاية أريزونا المدارس ايرا فولتون ألف للهندسة الاختبار الحالية بطيئة ومكلفة بسبب تعقيدات العمل مع لدم والبول واللعاب والسوائل البيولوجية الأخرى.

عينات من هذا القبيل "هي مزيج المعقدة التي تتطلب أدوات متطورة قادرة على خلط عينة مع الأجسام المضادة أو البيولوجية الأخرى المتفاعلة لإنتاج رد فعل إيجابي أو سلبي دقيقة" ، وقال جارسيا.

ويأتي هو وشنايدر ، وهو طالب دراسات عليا الباحث الهندسة الحيوية ، حتى مع طريقة اختبار العينة التي تمكن المريض نفسه للعمل بالتنسيق مع بدائية ، وجهاز اختبار منخفضة التكلفة.

ويستخدم أسلوب شائع الاضاءة الثنائيات (المصابيح) ومكبرات الصوت microeletronic بسيطة بدلا من الليزر أكثر كثافة من الناحية التكنولوجية ومكلفة والروبوتات.

والسوائل الخفيفة العمل معا

وقد أثبتت جارسيا وشنايدر التي يمكن أن تشكل الأسطح superhydrophobic الدم واللعاب والبول وسوائل أخرى إلى قطرات مستديرة. يمكن أن ينخفض ​​تركيز الضوء ومزيج التحرك بسرعة والمجهرية الدقيقة وnanopartices التي يمكن فحصها لكشف وكيل محددة المعدية أو البروتين.

Superhydrophobicity هو خاصية من المواد التي صد المياه ، مثل ريش البط "أو أوراق نبات اللوتس. وتستخدم هذه المواد تجاريا في مجال المنسوجات ومواد البناء ومواد الطلاء.

جهاز جديد يعمل عن طريق وضع قطرة من جزيئات أو المجهرية الدقيقة على رأس قطرة من عينة السائل المريض على سطح superhydrophobic. السطح لديه الاكتئاب الصغيرة التي تحمل عينة السائل في مكان بحيث يشكل انخفاض كروية.

انخفاض بمثابة العدسة بسبب التوتر السطحي. وتألق في الصمام على شكل قطرة قطرة ، ويركز الضوء إلى حزمة كثيفة تقاس LED الثانية.

بسبب انخفاض تتبخر ببطء ، ويشرح جارسيا ، النانوية أو المجهرية الدقيقة تبدأ بسرعة لتلتصق ببعضها البعض عندما عينة السائل المريض يحتوي على البروتين وكيل المعدية أو استهدافهم. وكيل المعدية أو البروتين يهاجر إلى مركز للانخفاض ، وترك الجسيمات التي لم عالقة حتى الآن معا للانتقال إلى السطح.

وقال ان هذا العمل يؤدي إلى خلط الذاتي الذي يسرع عملية التشخيص حتى يتسنى الكشف يمكن أن يحدث في أقل من دقيقتين.

قياس الصحة العامة

لأن عينة السائل تصبح متكاملة مع المصابيح بسيطة والالكترونيات الدقيقة ، ودعوة الباحثين في تصميم الجهاز الجديد Integrascope.

بنينا جارسيا وشنايدر العديد من الأجهزة المختبرية النموذج على أساس تصميم وأظهرت كيف يمكن استخدام الجهاز لقياس البروتين المتفاعل C في مصل الدم البشري ، الذي هو مؤشر على مجموعة متنوعة من الظروف الملتهبة عندما بروتين موجود عند مستويات مرتفعة.

يمكن لمستويات عالية من البروتين وتشير الخلية تلف الأنسجة ، والالتهابات ، واختلال في وظائف الكلى ، أو نظام المناعة التي يتم ضخ أجسام مضادة بسبب وجود عدوى أو أمراض المناعة الذاتية. يمكن أن تشير إلى انخفاض مستويات البروتين سوء التغذية أو وجود الأمراض التي تمنع الجسم من انتاج ما يكفي من البروتين في الدم.

الجهاز يمكن أن تستخدم أيضا لتوفير مؤشرا على الصحة العامة من خلال قياس البروتين الكلي في مصل الدم البشري واللعاب والبول.

الأثر المحتمل العالمية

وقد أثار وضع الجهاز أثناء الدراسات شنايدر للحصول على درجة الدكتوراه ، كما انه جربت تخضع لقيادة تسطع على قطرة من سائل الراحة على سطح superhydrophobic. كان يحاول معرفة ما اذا كان قد كشف عن تغيرات في ضوء انتقال من شأنه أن أقول ما إذا كان البروتين كان حاضرا في السائل.

"لدهشتنا ،" وقال جارسيا "، سرعان ما ادركنا ان انشاء مختبر ولدت له شعاع قوي جدا من الضوء الذي يمكن قياسه بسهولة باستخدام كاشف الضوء الألياف البصرية كنا في المختبر".

وقد تم نشر نتائج البحوث على الطبيعة Precedings موقع الويب. ويصف التقرير كيف يعمل الجهاز الجديد ، ويعطي تفاصيل عن المعلومات التي تقدم للاختبار التشخيص في غضون دقائق القليلة الأولى من استخدامه.

حلول منخفضة التكلفة

الأكثر شيوعا الأجهزة منخفضة التكلفة في السوق الآن الوحشي تدفق المناعية مشابهة في الشكل والوظيفة لاختبار الحمل في سن مبكرة.

أكبر حجر عثرة في صنع الأجهزة منخفضة التكلفة لتشخيص العديد من الظروف والأمراض التي تضعف الحساسية للخصوصية في هذه المناعية الوحشي التدفق.

استراتيجية مختلفة لتصغير الأدوات المعقدة يعاني من صعوبة في خفض التكاليف إلى ما معظم الناس سوف تكون قادرة على تحمل -- حوالي 1 دولار إلى مبلغ 2 دولار لكل اختبار -- وكذلك الحاجة لقطع الغيار ومعالجة خاصة.

"أن يكون لها تأثير عالمي ، ونحن بحاجة إلى الأدوات الدقيقة والحساسة التي يمكن أن تساعد مقدمي الرعاية الصحية علاج المرضى بتكلفة منخفضة خلال زيارتهم الاولى" ، وقال شنايدر.

"هدفنا هو ترجمة هذه التكنولوجيا والتصميم ضمن جهاز وعرة وسهلة الاستخدام التي كنا إعطاء بعيدا عن الحر إلى العيادات. التكاليف الوحيدة المعنية مع استخدام Integrascope سيكون في قطرة من الجسيمات وقطعة صغيرة من سطح superhydrophobic -- حوالي 1 دولار إلى 2 دولار دولار "، وقال جارسيا.

التعاون الدولي

مع انتشار متكررة ومتكررة أكثر من الأمراض المعدية في جميع أنحاء العالم ، وأنه أصبح أكثر انتقادا لأنظمة التشخيص السليم في الدول الفقيرة حتى يمكن تقديم العلاج المناسب بسرعة -- وحتى لا يكون هناك عالمي للإنذار المبكر لتنبيه الرأي العام في حالة وقال جارسيا فاشيات جديدة وهامة من المرض الظهور.

للمساعدة في تحقيق ذلك ، جارسيا وشنايدر وانظم مع خبراء تكنولوجيا النانو فلاديميرو موخيكا ومانويل ماركيز.

انهم يأملون في إقامة تعاون مع جامعات أمريكا اللاتينية ، وقادة الحكومة ورجال الأعمال لتطوير جهاز جديد للتشخيص.

واضاف "نعتقد مشترك التكنولوجيا أمريكا الامريكية اللاتينية جهود التنمية سوف يشعل النشاط الاقتصادي التي من شأنها أن تعود بالفائدة على كل المناطق ومنع تفشي الأمراض والاضطرابات الاجتماعية في هذا الجزء من العالم" ، وقال موخيكا ، وهو أستاذ في قسم الكيمياء والكيمياء الحيوية في جامعة ولاية أريزونا كلية الآداب والعلوم.

ماركيز ، وهو رجل أعمال ومساعد عضو هيئة التدريس في كلية هندسة الأنظمة البيولوجية والصحة ، وهو رئيس وزعيم البحوث في YNANO الشركة. وتتخصص الشركة في nanoengineering - الحبرية للتطبيقات الطبية الحيوية ، بما في ذلك Integrascope لتشخيص الأمراض.

"انا متحمس عن امكانيات هذا الجهاز ، ويمكن أن يشارك الطلاب بشكل مباشر في عملية البحث والتطوير" ، وقال ماركيز. واضاف "لقد كرست أكثر من عشر سنوات من حياتي المهنية لتمكين المهندسين والعلماء لاكتشافاتهم سرعة تطبيق الأساسية في حل مشاكل الحياة الواقعية."

المصدر : http://www.asu.edu/

Last Update: 3. October 2011 02:16

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit