Наночастицы Включить новое устройство для обнаружения инфекционных заболеваний Быстрее

Published on August 24, 2010 at 3:15 AM

АСУ биоинженерных исследований производит дизайн для нового устройства для упрощения выявления заболеваний быстро и с меньшими затратами.

Университет штата Аризона исследователи продемонстрировали способ значительно упростить тестирование пациентов на инфекционные заболевания и нездоровый уровни белка.

Новые приборы тестирования разработанного Антониа Гарсиа и Джон Шнайдер обещает сделать процедуру менее дорогостоящим и получения результатов за меньшее время.

Изображенный капли крови на прототип диагностический прибор, разработанный исследователями АГУ. Он работает, сияющий ближней инфракрасной светодиодной (LED) на каплю цельной крови сидит на водоотталкивающей поверхности. Формы капли фокусирует свет в интенсивный пучок измеряется второй светодиод.

Текущее тестирование является медленным и дорогим из-за осложнений, работающих с кровью, слюны, мочи и других биологических жидкостей, сказал Гарсия, профессор в Школе биологических и здоровье Systems Engineering, одного из Ира А. АГУ Фултон Школы инженерии.

Такие образцы "представляют собой сложные смеси, которые требуют сложных инструментов, которые могли смешивании образца с антителами или другими биологическими реагентами для получения точных положительные или отрицательные реакции", сказал Гарсия.

Он и Шнайдер, студентка биоинженерии выпускник исследователя, придумали метод тестирования, который позволяет пациенту самого образца действовать в согласии с рудиментарными, недорогой тестирования устройства.

Метод использует общие светоизлучающих диодов (СИД) и простые усилители microeletronic, а не более технологически интенсивных и дорогостоящих лазеров и робототехники.

Жидкости и свет работают вместе

Гарсия и Шнайдер показали, что супергидрофобных поверхности могут формировать крови, слюны, мочи и других жидкостей в круглые капли. Капли могут фокусировать свет и быстро перемешать и двигаться микрочастиц и nanopartices, которые могут быть рассмотрены с целью выявить конкретного инфекционного агента или белка.

Superhydrophobicity это свойство материалов, которые отталкивают воду, таких, как перо утки »или листьев растения лотоса. Такие материалы используются в коммерческих целях в текстильной промышленности, строительных материалов и покрытий.

Новое устройство работает, помещая каплю наночастиц или микрочастиц в верхней части капли образца пациента жидкости на супергидрофобных поверхности. Поверхность имеет небольшое углубление, которая содержит жидкие образца в месте, так что она образует сферические капли.

Падение действует как линза из-за поверхностного натяжения. Светодиодные освещается на падение и падение форму фокусирует свет в интенсивный пучок измеряется второй светодиод.

Потому что капли медленно испаряется, Гарсиа объясняет, наночастицы и микрочастицы быстро начинают слипаться, когда образец пациента жидкость содержит инфекционного агента или белка мишенью. Инфекционного агента или белок мигрирует к центру капли, оставляя частиц, которые еще не склеились, чтобы перейти к поверхности.

Это приводит к самостоятельной перемешивание, что ускоряет диагностический процесс, так что обнаружение может произойти в течение менее двух минут, сказал он.

Измерение общего состояния здоровья

Поскольку жидкий образец интегрируется с простыми светодиодов и микроэлектронике, исследователи называют новый дизайн устройства Integrascope.

Гарсия и Шнайдер создали несколько прототипов устройств лаборатория на базе разработки и продемонстрировали, как устройство может быть использовано для измерения С реактивного белка в сыворотке крови человека, что является показателем различных воспалительных состояниях, когда белок присутствует на высоком уровне.

Высокий уровень белка может указывать на повреждения клеток и тканей, воспаления, нарушения функции почек или иммунной системы, которая откачки антител из-за инфекции или аутоиммунных заболеваний. Низкий уровень белка может указывать на недостаточность питания или наличие заболеваний, которые мешают телу от производства достаточного белка крови.

Устройство также может быть использована для обеспечения показателем общего состояния здоровья путем измерения общего белка в сыворотке крови человека, слюне и моче.

Потенциальные глобальные последствия

Развитие устройство было вызвано во время учебы Шнайдера его докторской степени, как он экспериментировал с блестящими светодиод на каплю жидкости покоится на супергидрофобных поверхности. Он пытался увидеть, если он может обнаружить изменения в пропускании света, что бы сказать, является ли белок присутствует в жидкости.

"К нашему удивлению," Гарсия сказал: "Мы быстро поняли, что его лаборатория настройки вызвала очень сильный луч света, который может быть легко измеряется с помощью волоконно-оптических приемника света у нас в лаборатории."

Результаты исследования были размещены на веб-сайт Природа Precedings. В докладе описывается, как новое устройство работает и дает подробную информацию диагностических тест дает в течение первых нескольких минут после ее использования.

Низкая стоимость решений

Наиболее распространенных недорогих устройств на рынке сейчас боковой поток иммунологических аналогичные по внешнему виду и функциональности до начала теста на беременность.

Крупнейшим камнем преткновения в создании недорогих диагностических приборов для многих состояний и заболеваний, в том, что чувствительность угрозу для специфики в этих боковых потоков иммуноанализа.

Различные стратегии по миниатюризации сложных инструментов страдает от сложностей в снижении расходов на то, что большинство людей могли бы себе позволить, - около $ 1 до $ 2 доллара на тест, - а также затраты на запасные части и специальной обработки.

"Чтобы иметь глобальные последствия, мы должны иметь точные и чувствительные инструменты, которые могут помочь поставщикам медицинских услуг лечить пациентов по низкой цене во время их первого визита", Шнайдер сказал.

"Наша цель заключается в преобразовании этой технологии и дизайна в прочный и простой в использовании устройство, которое мы хотели бы отдать бесплатно для клиник. Только расходы, связанные с использованием Integrascope бы в капле частиц и небольшой кусочек супергидрофобных поверхности - около $ 1 до $ 2 долларов », сказал Гарсия.

Международное сотрудничество

При повторных и более частых распространения инфекционных заболеваний по всему миру, становится все более критическим, чтобы иметь хорошие диагностические системы в бедных странах, с тем правильное лечение может быть предоставлен быстро - и так, что есть глобальная система раннего оповещения для предупреждения общественности, если новые и значительные вспышки заболевания возникают, сказал Гарсия.

Чтобы добиться этого, Гарсия и Шнайдер объединяются с нанотехнологиями эксперты Владимиро Мухика и Мануэля Маркеса.

Они надеются установить сотрудничество с латиноамериканскими университетами, государственными лидерами и предпринимателями в интересах развития новых диагностических устройств.

"Мы считаем, что совместные американо-Латинская Америка развитие технологий усилий вызовет экономическую деятельность, которая принесет пользу обоих регионов и предотвращения вспышек заболеваний и социальных волнений в нашей части мира", сказал Мухика, профессор кафедры химии и биохимии в АГУ институт свободных искусств и наук.

Маркес, предприниматель и адъюнкт-преподавателем в школе биологических и здоровье Systems Engineering, является президентом и исследования руководитель компании YNANO. Компания специализируется на капельно-наноинженерии для биомедицинских применений, в том числе Integrascope для диагностики заболеваний.

"Я взволнован по поводу возможности этого устройства, и что студенты могут быть непосредственно вовлечены в процесс исследований и разработок", сказал Маркес. "Я посвятил более десяти лет моей карьеры, чтобы позволить инженерам и ученым, чтобы быстро применить свои основные открытия в решении реальных проблем".

Источник: http://www.asu.edu/

Last Update: 7. October 2011 18:15

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