納米粒子啟用新設備更快地檢測傳染病

Published on August 24, 2010 at 3:15 AM

亞利桑那州立大學生物工程研究產生新設備的設計,以幫助快速檢測疾病和降低成本。

美國亞利桑那州立大學的研究人員已經證實,傳染性疾病和不健康的蛋白水平大大簡化了測試患者的一種方式。

安東尼加西亞和約翰施耐德開發新的測試儀器的承諾,使過程成本更低,並在更短的時間內產生結果。

圖為由亞利桑那州立大學的研究人員開發出一種診斷設備的原型是一個血的下降。它的工作原理閃耀坐在一個憎水表面上的整體血液下降近紅外發光二極管(LED)。下降的形狀,強烈的光束聚焦到第二個 LED測量的光。

加西亞說,在生物和衛生系統的工程,亞利桑那州立大學的艾拉答富爾頓工程學校之一學院的教授,目前的測試是緩慢和昂貴的,因為血液,唾液,尿液和其他生物體液的並發症。

“加西亞說,這些樣本”是需要精密的儀器,能夠產生精確的積極或消極的反應與抗體或其他生物反應物混合樣品的複雜混合物。

他和施耐德,生物工程研究生,研究員,拿出測試方法,使患者樣本本身的一致行動,一個基本的,低成本的測試設備。

該方法採用了常見的發光二極管(LED)和簡單 microeletronic的放大器,而不是更多的技術密集和昂貴的激光器和機器人。

液體和輕一起工作

加西亞和施奈德表明,超疏水表面可以塑造成圓形滴血液,唾液,尿液和其他液體。滴可集中光線和快速混合和移動,可以進行檢查,以顯示一個特定的傳染性病原體或蛋白質的微粒和nanopartices。

超疏水排斥水的材料,如鴨子的羽毛或荷花植物的葉子,是屬性。這種材料用於商業用途,紡織,建材和表面塗層。

新的器件放置下降了病人的液體樣品在超疏水表面上的納米粒子或微粒下降。表面有小凹陷,液體樣品,所以它形成了一個球狀的下降的固定位置。

由於表面張力的鏡頭下降的行為。一個 LED發光下降,下降的形狀,強烈的光束聚焦到第二個 LED測量的光。

因為下降是慢慢蒸發,加西亞解釋說,納米粒子或微粒迅速開始粘在一起時,病人的液體樣品中含有傳染性病原體或有針對性的蛋白質。傳染性病原體或蛋白質遷移到下拉中心,離開尚未粘在一起的移動到表面的顆粒。

他說,這將導致自混合的動作,可以加速診斷過程,使檢測可發生在不到兩分鐘。

測量的整體健康狀況

由於流體樣品成為與簡單的LED和微電子集成,研究人員稱之為新設備的設計 Integrascope。

加西亞和施耐德已經建立了幾個實驗室原型設備為基礎的設計和演示了如何在設備可用於測量反應蛋白C在人體血清,這是一個各種炎症性疾病的指標時,蛋白質是在高水平。

高濃度的蛋白質,可以顯示細胞和組織損傷,炎症,腎功能的破壞,就是抽水由於感染或自身免疫性疾病的抗體或免疫系統。低蛋白水平可以表示營養不良或疾病,防止體內產生足夠的血液蛋白的存在。

該設備還可以用來提供的整體健康狀況,通過測量人血清,唾液和尿液中總蛋白的指示。

潛在的全球性影響

設備發展的起因是在施耐德的研究,他的博士學位,他閃亮的LED下降了擱在超疏水表面的液體試驗。他想看看,如果他能檢測透光的變化是否在液體中的一種蛋白質,會告訴。

“讓我們驚訝,”加西亞說,“我們很快就意識到,他的實驗室設置產生的光線非常強烈的光束,可以很容易地使用光纖的光探測器,我們在實驗室中測量。”

這項研究結果已張貼在網站上自然Precedings。該報告介紹了新的設備是如何工作的,並給出診斷測試其使用的最初幾分鐘內提供的信息的細節。

低成本解決方案

現在市場上最常見的低成本設備的側流免疫,在外觀和功能的早期妊娠試驗相似。

許多條件和疾病診斷設備低成本的最大的絆腳石是在這些側流免疫的特異性,靈敏度損害。

小型化,複雜的金融工具遭受了不同的策略在降低成本,大多數人能夠負擔得起的難度 - 約 1美元,2美元,每測試 - 以及備件和特殊處理的需要。

“為了有一個全球性的的影響,我們需要有準確和靈敏的工具,可以幫助醫療保健提供者在其首次訪華期間的低成本對待病人”,施奈德說。

“我們的目標是把這項技術和設計成堅固耐用,易於使用的設備,我們會提供免費診所。與使用Integrascope涉及的成本將下降的粒子和超疏水表面的一個小片 - 約 1美元,2美元,“加西亞說。

國際合作

在世界各地傳染病的重複和更頻繁的傳播,更關鍵,以有在貧窮國家良好的診斷系統,因此適當的治療可以是提供迅速 - 和使一個全球預警系統,提醒市民,如果加西亞說,新的和​​重要的疾病暴發出現。

為了幫助實現這一目標,加西亞和施耐德弗拉迪米羅穆希卡和曼努埃爾馬爾克斯與納米技術專家合作。

他們希望建立與拉美的大學,政府領導人和企業家的合作,以開發新的診斷設備。

“我們一個聯合美國和拉美美科技發展的努力將火花經濟活動,將惠及這兩個地區和防止疾病的暴發和社會動盪在我國部分世界”,說穆希卡,在化學和生物化學系教授在亞利桑那州立大學自由藝術與科學學院。

馬爾克斯,企業家和在生物和健康系統工程學院的兼職教員,總裁和該公司YNANO的研究的領導者。該公司專門為醫學領域的應用,包括對疾病的診斷 Integrascope液滴納米工程學。

“我很高興對這種設備的潛力,並在研究和發展的過程中,學生可以直接從事,”馬爾克斯說。 “我已經投入超過十年我的職業生涯,使工程師和科學家們迅速適用於他們的基本發現,解決生活中的實際問題。”

來源: http://www.asu.edu/

Last Update: 4. October 2011 04:11

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