Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD

There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Τα νανοσωματίδια επιτρέπουν την ανάπτυξη νέων συσκευή να εντοπίσει Λοιμωδών Νοσημάτων Ταχύτερη

Published on August 24, 2010 at 3:15 AM

ASU έρευνα βιοτεχνολογίας παράγει το σχεδιασμό για την νέα συσκευή για να βοηθήσει στον εντοπισμό ασθενειών γρήγορα και με χαμηλότερο κόστος.

Arizona State University ερευνητές έχουν δείξει έναν τρόπο για να απλοποιήσει δραματικά ασθενείς εξετάσεις για λοιμώδη νοσήματα και ανθυγιεινά επίπεδα της πρωτεΐνης.

Νέα όργανα ελέγχου που αναπτύχθηκε από Αντωνία Garcia και John Schneider υπόσχεται να καταστήσει τη διαδικασία λιγότερο δαπανηρή και να παράγουν αποτελέσματα σε λιγότερο χρόνο.

Στη φωτογραφία είναι μία σταγόνα αίματος σε ένα πρωτότυπο διαγνωστική συσκευή που αναπτύχθηκε από ερευνητές ASU. Λειτουργεί ρίχνοντας την εγγύς υπέρυθρη δίοδο εκπομπής φωτός (LED), με μια σταγόνα του αίματος κάθεται σε ένα αδιάβροχο επιφάνεια. Το σχήμα της πτώσης εστιάζει το φως σε μια έντονη ακτίνα μετριέται με ένα δεύτερο LED.

Οι τρέχουσες δοκιμές είναι χρονοβόρα και δαπανηρή, δεδομένων των επιπλοκών της εργασίας με αίμα, σάλιο, ούρα και άλλα βιολογικά υγρά, είπε ο Γκαρσία, καθηγητής στη Σχολή Βιολογικών και Συστημάτων Υγείας Μηχανικών, ένα από Ira Α. ASU για Fulton Σχολές Μηχανικών.

Τέτοια δείγματα «είναι πολύπλοκα μείγματα που απαιτούν πολύπλοκη μέσων που μπορούν να ανάμειξη ενός δείγματος με τα αντισώματα ή άλλων βιολογικών αντιδραστηρίων για την ακριβή θετική ή αρνητική αντίδραση», είπε ο Γκαρσία.

Αυτός και η Schneider, ένας μεταπτυχιακός φοιτητής Εμβιομηχανική ερευνητής, έχουν καταλήξει σε μια μέθοδο δοκιμής που επιτρέπει στον ασθενή δείγμα ίδια να ενεργούν σε συνεννόηση με ένα υποτυπώδες, χαμηλού κόστους συσκευή ελέγχου.

Η μέθοδος που χρησιμοποιεί το κοινό διόδους εκπομπής φωτός (LED) και απλή ενισχυτές microeletronic παρά τεχνολογικά πιο εντατική και δαπανηρή λέιζερ και της ρομποτικής.

Τα υγρά και το φως που εργάζονται μαζί

Γκαρσία και Schneider έχουν δείξει ότι υπερυδρόφοβες επιφάνειες μπορεί να διαμορφώσει το αίμα, το σάλιο, στα ούρα και άλλα υγρά στο γύρο σταγόνες. Οι σταγόνες μπορεί να εστιάσει το φως και γρήγορα μίγματος και να προχωρήσουν μικροσωματίδια και nanopartices που μπορούν να εξεταστούν για να αποκαλύψει ένα συγκεκριμένο μολυσματικό παράγοντα ή πρωτεΐνη.

Superhydrophobicity είναι μια ιδιότητα των υλικών που απωθούν το νερό, όπως τα πούπουλα πάπιας »ή φύλλα του φυτού λωτού. Αυτά τα υλικά που χρησιμοποιούνται στο εμπόριο κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων, οικοδομικών υλικών και επιφανειακές επεξεργασίες.

Η νέα συσκευή λειτουργεί με την τοποθέτηση ενός πτώση των νανοσωματιδίων ή μικροσωματίδια πάνω από μια πτώση ενός ασθενούς δείγμα υγρού σε υπερυδρόφοβες επιφάνεια. Η επιφάνεια έχει μια μικρή κατάθλιψη που κατέχει το υγρό δείγμα στη θέση τους έτσι ώστε να σχηματιστεί μια σφαιρική σταγόνα.

Η πτώση λειτουργεί ως φακός λόγω επιφανειακής τάσης. Ένα LED είναι έλαμψε στην πτώση και το σχήμα πτώση εστιάζει το φως σε μια έντονη ακτίνα μετριέται με ένα δεύτερο LED.

Επειδή η πτώση είναι σιγά-σιγά εξατμίζεται, Γκαρσία, εξηγεί, τα νανοσωματίδια ή μικροσωματίδια γρήγορα αρχίζουν να κολλούν μεταξύ τους, όταν το υγρό δείγμα ασθενούς περιέχει το μολυσματικό παράγοντα ή πρωτεΐνης στο στόχαστρο. Το μολυσματικό παράγοντα ή πρωτεΐνη μεταναστεύει στο κέντρο της πτώσης, αφήνοντας τα σωματίδια που δεν έχουν ακόμη κολλημένοι μαζί για να κινηθεί προς την επιφάνεια.

Αυτό οδηγεί στην αυτο-ανάμειξη δράση που επιταχύνει τη διαγνωστική διαδικασία, έτσι ώστε ανίχνευση μπορεί να συμβεί σε λιγότερο από δύο λεπτά, είπε.

Μέτρηση της συνολικής υγείας

Επειδή το δείγμα υγρού γίνεται ολοκληρωμένα, με το απλό LED και μικροηλεκτρονική, οι ερευνητές καλέστε το νέο σχεδιασμό της συσκευής το Integrascope.

Γκαρσία και Schneider έχουν κατασκευαστεί πολλές συσκευές πρωτότυπο εργαστήριο με βάση το σχεδιασμό και απέδειξαν πώς η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της C αντιδρώσας πρωτεΐνης σε ανθρώπινο ορό, η οποία αποτελεί δείκτη της μια ποικιλία από φλεγμονώδεις καταστάσεις, όταν η πρωτεΐνη είναι παρούσα σε υψηλά επίπεδα.

Τα υψηλά επίπεδα της πρωτεΐνης μπορεί να υποδεικνύει βλάβη των κυττάρων και των ιστών, φλεγμονή, διαταραχή της νεφρικής λειτουργίας, ή ένα ανοσοποιητικό σύστημα που είναι η άντληση από τα αντισώματα που οφείλεται σε λοίμωξη ή αυτοάνοσο νόσημα. Τα χαμηλά επίπεδα πρωτεΐνης μπορεί να δείξει τον υποσιτισμό ή την παρουσία των ασθενειών που εμποδίζουν τον οργανισμό να παράγει επαρκή πρωτεΐνη του αίματος.

Η συσκευή μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθούν για να παρέχουν μια ένδειξη της γενικής υγείας, μετρώντας συνολική ποσότητα των πρωτεϊνών στο ανθρώπινο ορό, σάλιο και ούρα.

Πιθανές επιπτώσεις της παγκόσμιας

Ανάπτυξη της συσκευής ήταν πυροδότησε τη διάρκεια των σπουδών της Schneider για το Διδακτορικό του, όπως ο ίδιος πειραματίστηκε με λαμπρό ένα LED σε μια σταγόνα υγρού που στηρίζεται σε ένα υπερυδρόφοβες επιφάνεια. Προσπαθούσε να δει αν θα μπορούσε να ανιχνεύει αλλαγές στην μετάδοση του φωτός που θα πει αν μια πρωτεΐνη που ήταν παρούσα στο υγρό.

«Προς έκπληξή μας,» είπε ο Γκαρσία, «εμείς γρήγορα συνειδητοποίησε ότι set-up του εργαστηρίου δημιουργείται μια πολύ ισχυρή δέσμη φωτός που θα μπορούσε να μετρηθεί εύκολα με τη χρήση οπτικών ινών ανιχνευτή φωτός που είχαμε στο εργαστήριο."

Τα αποτελέσματα της έρευνας έχουν αναρτηθεί στην ιστοσελίδα της Φύσης Precedings. Η έκθεση περιγράφει πώς η νέα συσκευή λειτουργεί και δίνει λεπτομέρειες των πληροφοριών που της παρέχει διαγνωστικό τεστ μέσα στα πρώτα λεπτά της χρήσης του.

Χαμηλού κόστους λύσεις

Η πιο κοινή χαμηλού κόστους συσκευές στην αγορά σήμερα είναι πλευρικής ροής με ανοσολογικές παρόμοια σε εμφάνιση και λειτουργία από τις αρχές του τεστ εγκυμοσύνης.

Το μεγαλύτερο εμπόδιο στην παραγωγή χαμηλού κόστους διαγνωστικών συσκευών για πολλές παθήσεις και ασθένειες είναι ότι η ευαισθησία είναι σε κίνδυνο στην ιδιαιτερότητα του χαρακτήρα σε αυτές τις πλευρικής ροής με ανοσολογικές δοκιμασίες.

Μια διαφορετική στρατηγική για την miniaturize συγκρότημα μέσων πάσχει από τη δυσκολία στη μείωση του κόστους σε ό, τι οι περισσότεροι άνθρωποι θα είναι σε θέση να αντέξουν οικονομικά - περίπου $ 1 έως $ 2 δολάρια για κάθε δοκιμή - καθώς και την ανάγκη για ανταλλακτικά και ειδική μεταχείριση.

"Για να έχουν παγκόσμιο αντίκτυπο, πρέπει να έχουμε ακριβείς και ευαίσθητες εργαλεία που μπορούν να βοηθήσουν τους παρόχους υγειονομικής περίθαλψης θεραπεία ασθενών με χαμηλό κόστος κατά την πρώτη επίσκεψή τους", δήλωσε ο Schneider.

«Στόχος μας είναι να μεταφραστεί αυτή η τεχνολογία και σχεδιασμό σε ένα στιβαρό και εύκολο στη χρήση συσκευή που θα δώσει μακριά δωρεάν σε κλινικές. Το μόνο κόστος που εμπλέκονται με τη χρήση του Integrascope θα ήταν η μείωση των σωματιδίων και ένα μικρό κομμάτι της υπερυδρόφοβες επιφάνεια - περίπου $ 1 έως $ 2 δολάρια ", είπε ο Γκαρσία.

Διεθνής συνεργασία

Με τις επανειλημμένες και συχνότερες εξάπλωση μολυσματικών ασθενειών σε όλο τον κόσμο, είναι όλο και πιο κρίσιμο για να έχει καλή συστήματα διάγνωσης σε φτωχές χώρες, ώστε την κατάλληλη θεραπεία μπορεί να παρασχεθεί γρήγορα - και έτσι ώστε να υπάρχει ένα παγκόσμιο σύστημα έγκαιρης προειδοποίησης για να προειδοποιήσει το κοινό, εάν νέες και σημαντικές εστίες της νόσου εμφανίζονται, είπε ο Γκαρσία.

Για να βοηθήσει το επιτύχει αυτό, Γκαρσία και η Schneider είναι teaming με εμπειρογνώμονες νανοτεχνολογία Vladimiro Mujica και Manuel Marquez.

Ελπίζουν για τη δημιουργία συνεργασιών με πανεπιστήμια της Λατινικής Αμερικής, οι ηγέτες των κυβερνήσεων και των επιχειρηματιών για την ανάπτυξη των νέων διαγνωστικών συσκευών.

«Πιστεύουμε ότι ένα κοινό ΗΠΑ-Λατινικής τεχνολογία Αμερική αναπτυξιακή προσπάθεια θα έναυσμα για την οικονομική δραστηριότητα που θα ωφελήσει τις δύο περιοχές και την πρόληψη επιδημιών και την κοινωνική αναταραχή στη δική μας περιοχή του κόσμου», δήλωσε ο Mujica, καθηγητής στο Τμήμα Χημείας και Βιοχημείας στο ASU για College of Liberal Arts & Sciences.

Marquez, ένας επιχειρηματίας και αναπληρωτής μέλος ΔΕΠ της Σχολής Βιολογικών Συστημάτων Υγείας και Τεχνολογίας, είναι πρόεδρος και επικεφαλής της έρευνας της YNANO εταιρείας. Η εταιρεία ειδικεύεται στην σταγόνα-nanoengineering για βιοϊατρικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένων των Integrascope για τη διάγνωση της νόσου.

«Είμαι ενθουσιασμένος με τις δυνατότητες για τη συγκεκριμένη συσκευή, και ότι οι μαθητές μπορούν να απασχολούνται άμεσα στη διαδικασία της έρευνας και της ανάπτυξης», δήλωσε ο Marquez. "Έχω αφιερωθεί περισσότερο από μια δεκαετία της καριέρας μου να έτσι ώστε οι μηχανικοί και οι επιστήμονες να εφαρμόσουν γρήγορα τις βασικές ανακαλύψεις τους για την επίλυση των πραγματικών προβλημάτων ζωής."

Πηγή: http://www.asu.edu/

Last Update: 3. October 2011 09:36

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