纳米粒子启用新设备更快地检测传染病

Published on August 24, 2010 at 3:15 AM

亚利桑那州立大学生物工程研究产生新设备的设计,以帮助快速​​检测疾病和降低成本。

美国亚利桑那州立大学的研究人员已经证实,传染性疾病和不健康的蛋白水平大大简化了测试患者的一种方式。

安东尼加西亚和约翰施耐德开发新的测试仪器的承诺,使过程成本更低,并在更短的时间内产生结果。

图为由亚利桑那州立大学的研究人员开发出一种诊断设备的原型是一个血的下降。它的工作原理闪耀坐在一个憎水表面上的整体血液下降近红外发光二极管(LED)。下降的形状,强烈的光束聚焦到第二个LED测量的光。

加西亚说,在生物和卫生系统的工程,亚利桑那州立大学的艾拉答富尔顿工程学校之一学院的教授,目前的测试是缓慢和昂贵的,因为血液,唾液,尿液和其他生物体液的并发症。

“加西亚说,这些样本”是需要精密的仪器,能够产生精确的积极或消极的反应与抗体或其他生物反应物混合样品的复杂混合物。

他和施耐德,生物工程研究生,研究员,拿出测试方法,使患者样本本身的一致行动,一个基本的,低成本的测试设备。

该方法采用了常见的发光二极管(LED)和简单microeletronic的放大器,而不是更多的技术密集和昂贵的激光器和机器人。

液体和轻一起工作

加西亚和施奈德表明,超疏水表面可以塑造成圆形滴血液,唾液,尿液和其他液体。滴可集中光线和快速混合和移动,可以进行检查,以显示一个特定的传染性病原体或蛋白质的微粒和nanopartices。

超疏水排斥水的材料,如鸭子的羽毛或荷花植物的叶子,是属性。这种材料用于商业用途,纺织,建材和表面涂层。

新的器件放置下降了病人的液体样品在超疏水表面上的纳米粒子或微粒下降。表面有小凹陷,液体样品,所以它形成了一个球状的下降的固定位置。

由于表面张力的镜头下降的行为。一个LED发光下降,下降的形状,强烈的光束聚焦到第二个LED测量的光。

因为下降是慢慢蒸发,加西亚解释说,纳米粒子或微粒迅速开始粘在一起时,病人的液体样品中含有传染性病原体或有针对性的蛋白质。传染性病原体或蛋白质迁移到下拉中心,离开尚未粘在一起的移动到表面的颗粒。

他说,这将导致自混合的动作,可以加速诊断过程,使检测可发生在不到两分钟。

测量的整体健康状况

由于流体样品成为与简单的LED和微电子集成,研究人员称之为新设备的设计Integrascope。

加西亚和施耐德已建几个实验室原型设备为基础的设计和演示了如何在设备可用于测量反应蛋白C在人血清,这是多种炎症条件的指标,当蛋白质是在高水平。

高浓度的蛋白质,可以显示细胞和组织损伤,炎症,肾功能的破坏,就是抽水由于感染或自身免疫性疾病的抗体或免疫系统。低蛋白水平可以表示营养不良或疾病,防止体内产生足够的血液蛋白的存在。

该设备还可以用来提供的整体健康状况,通过测量人血清,唾液和尿液中总蛋白的指示。

潜在的全球性影响

设备发展的起因是在施耐德的研究,他的博士学位,他闪亮的LED下降了搁在超疏水表面的液体试验。他想看看,如果他能检测透光的变化是否在液体中的一种蛋白质,会告诉。

“让我们惊讶,”加西亚说,“我们很快就意识到,他的实验室设置产生的光线非常强烈的光束,可以很容易地使用光纤的光探测器,我们在实验室中测量。”

这项研究结果已张贴在网站上自然Precedings。该报告介绍了新的设备是如何工作的,并给出诊断测试其使用的最初几分钟内提供的信息的细节。

低成本解决方案

现在市场上最常见的低成本设备的侧流免疫,在外观和功能的早期妊娠试验相似。

许多条件和疾病诊断设备低成本的最大的绊脚石是在这些侧流免疫的特异性,灵敏度损害。

小型化,复杂的金融工具遭受了不同的策略在降低成本,大多数人能够负担得起的难度 - 约1美元,2美元,每测试 - 以及备件和特殊处理的需要。

“为了有一个全球性的的影响,我们需要有准确和灵敏的工具,可以帮助医疗保健提供者在其首次访华期间的低成本对待病人”,施奈德说。

“我们的目标是把这项技术和设计成坚固耐用,易于使用的设备,我们会提供免费诊所。与使用Integrascope涉及的成本将下降的粒子和超疏水表面的一个小片 - 约1美元,2美元,“加西亚说。

国际合作

在世界各地传染病的重复和更频繁的传播,更关键,以有在贫穷国家良好的诊断系统,因此适当的治疗可以是提供迅速 - 和使一个全球预警系统,提醒市民,如果加西亚说,新的和重要的疾病暴发出现。

为了帮助实现这一目标,加西亚和施耐德弗拉迪米罗穆希卡和曼努埃尔马尔克斯与纳米技术专家合作。

他们希望建立与拉美的大学,政府领导人和企业家的合作,以开发新的诊断设备。

“我们一个联合美国和拉美美科技发展的努力将火花经济活动,将惠及这两个地区和防止疾病的暴发和社会动荡在我国部分世界”,说穆希卡,在化学和生物化学系教授在亚利桑那州立大学自由艺术与科学学院。

马尔克斯,企业家和在生物和健康系统工程学院的兼职教员,总裁和该公司YNANO的研究的领导者。该公司专门为医学领域的应用,包括对疾病的诊断Integrascope液滴纳米工程学。

“我很高兴对这种设备的潜力,并在研究和发展的过程中,学生可以直接从事,”马尔克斯说。 “我已经投入超过十年我的职业生涯,使工程师和科学家们迅速适用于他们的基本发现,解决生活中的实际问题。”

来源: http://www.asu.edu/

Last Update: 7. October 2011 03:07

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