5 Haziran 2014 Perşembe. - Rhode Island, ABD'deki Brown Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, insan tükürüğüne benzer karmaşık bir çözümde glikoz konsantrasyonlarını seçici olarak ölçebilen yeni bir biyokip sensörü geliştirdiler. 'Nanofotonik'te yayınlanan atılım önemlidir, çünkü diyabetli insanların kanlarını çekmeden glikoz seviyelerini ölçmelerine izin veren bir cihazın tasarımını mümkün kılabilir.
Yeni çip, plazmonik interferometri ile birlikte bir dizi spesifik kimyasal reaksiyondan faydalanır, bu da ışık kullanarak bileşiklerin kimyasal imzasını saptamanın bir yoludur. Cihaz, örneklenen hacimdeki birkaç bin moleküle eşdeğer glikoz konsantrasyonlarındaki farklılıkları tespit edecek kadar hassastır.
Brown Üniversitesi'nde mühendislik profesör yardımcısı Domenico Pacifici, "Tükürükte genellikle kandan yüz kat daha düşük olan glikozun tipik konsantrasyonlarını ölçmek için gereken hassasiyeti gösterdik." “Şimdi bunu çok yüksek bir özgüllükle yapabiliyoruz, yani glikozu tükürüğün arka plan bileşenlerinden ayırabiliriz” diye ekliyor.
Biyokip, ince bir gümüş tabakası ile kaplanmış bir inç kare kuvars parçasından oluşur. Nano ölçekli gümüşün içinde oyulmuş binlerce interferometre, her iki tarafında 200 nanometre genişliğinde bir yuva bulunan küçük yarıklar. Yarık, 100 nanometre genişliğinde, bir insan saçından yaklaşık 1000 kat daha incedir.
Işık çip üzerinde parladığında, yarıklar gümüş bir serbest elektron dalgasına, bu da yuvaya yayılan bir yüzey plazmonu polarisine neden olur. Bu dalgalar oluktan geçen ışığa müdahale eder ve hassas dedektörler oluklar ve oluklar tarafından üretilen parazit modellerini ölçer.
Bu şekilde, çip üzerine bir sıvı biriktirildiğinde, ışık ve yüzey plazmon dalgaları, birbirine müdahale eden sıvı içinde yayılır ve bu da, dedektörün kimyasal bileşimine bağlı olarak, dedektörler tarafından toplanan girişim modellerini değiştirir. Çok fazla sıvı.
Yivler ve yarığın merkezi arasındaki mesafeyi ayarlayarak, interferometreler belirli bileşiklerin veya moleküllerin imzalarını tespit etmek için kalibre edilebilir ve son derece küçük numune hacimlerinde yüksek hassasiyete sahiptir.
Zaten 2012'de yayınlanan bir makalede, Brown ekibi bir biyokipteki interferometrelerin sudaki glikozu tespit edebileceğini gösterdi. Bununla birlikte, insan tükürüğü gibi karmaşık bir çözeltide glikozun seçici olarak saptanması başka bir sorundu.
Paciva, "Tükürük yaklaşık yüzde 99 sudur, bu yüzden problemleri sunan yüzde 1'dir" diyor. "Sensörün tepkisini etkileyebilecek enzimler, tuzlar ve diğer bileşenler var., tespit şemamızın özgüllük sorununu çözdük ". Bu uzmanlar bunu glikoz için izlenebilir bir marker oluşturmak için boya kimyası kullanarak yaptılar.
Araştırmacılar, glikozla çok spesifik bir şekilde reaksiyona giren iki enzimi tanıtmak için çipe mikroakışkan kanallar eklediler. Birinci enzim olan glikoz oksidaz, ikinci enzim olan yaban turpu peroksidazı ile reaksiyona giren ve kırmızı ışığı emebilen ve yayan, çözeltiyi renklendirebilen bir molekül üretmek için hidrojen peroksit molekülü oluşturmak üzere glikoz ile reaksiyona girer.
Daha sonra, bilim adamları interferometreleri kırmızı resorufin moleküllerini aramaya ayarlayabildiler. "Reaksiyon bire bir şekilde gerçekleşir: bir glikoz molekülü bir resorufin molekülü üretir - Pacifici diyor ki. Böylece, solüsyondaki resorufin moleküllerinin sayısını sayabilir ve bu glikoz moleküllerinin sayısını çıkarabiliriz. aslında çözümde mevcuttu. "
Ekip, gerçek insanı andıran su, tuzlar ve enzimlerin bir karışımı olan yapay tükürükte glikoz arayarak boya kimyası ve plazmonik interferometri kombinasyonlarını test etti. Böylece, resorufini gerçek zamanlı olarak büyük bir hassasiyet ve özgüllükle tespit edebildiklerini ve litre başına 0.1 mikromol glikoz konsantrasyonundaki değişiklikleri, interferometrelerle elde edilebilecek hassasiyetin on katını tespit etmeyi başardıklarını buldular.
Pacifici'ye göre, çalışmadaki bir sonraki adım, yöntemi gerçek insan tükürüğünde test etmeye başlamaktır. Nihayetinde, araştırmacılar diyabet hastalarına glikoz seviyelerini izlemek için invazif olmayan bir yol verebilecek küçük, otonom bir cihaz geliştirmeyi umuyorlar. "Şimdi bu cihazı insülin için kalibre ediyoruz, " diyor Pacifici Said, zamanla sensör bölgesinde meydana gelen kimyasal reaksiyonları kontrol etmek için havadaki veya sudaki veya laboratuvardaki toksinleri tespit etmek için kullanılabileceğini de ekliyor. gerçek.
Kaynak:
Etiketler:
Psikoloji Sağlık Çıkış Yapmak
Yeni çip, plazmonik interferometri ile birlikte bir dizi spesifik kimyasal reaksiyondan faydalanır, bu da ışık kullanarak bileşiklerin kimyasal imzasını saptamanın bir yoludur. Cihaz, örneklenen hacimdeki birkaç bin moleküle eşdeğer glikoz konsantrasyonlarındaki farklılıkları tespit edecek kadar hassastır.
Brown Üniversitesi'nde mühendislik profesör yardımcısı Domenico Pacifici, "Tükürükte genellikle kandan yüz kat daha düşük olan glikozun tipik konsantrasyonlarını ölçmek için gereken hassasiyeti gösterdik." “Şimdi bunu çok yüksek bir özgüllükle yapabiliyoruz, yani glikozu tükürüğün arka plan bileşenlerinden ayırabiliriz” diye ekliyor.
Biyokip, ince bir gümüş tabakası ile kaplanmış bir inç kare kuvars parçasından oluşur. Nano ölçekli gümüşün içinde oyulmuş binlerce interferometre, her iki tarafında 200 nanometre genişliğinde bir yuva bulunan küçük yarıklar. Yarık, 100 nanometre genişliğinde, bir insan saçından yaklaşık 1000 kat daha incedir.
Işık çip üzerinde parladığında, yarıklar gümüş bir serbest elektron dalgasına, bu da yuvaya yayılan bir yüzey plazmonu polarisine neden olur. Bu dalgalar oluktan geçen ışığa müdahale eder ve hassas dedektörler oluklar ve oluklar tarafından üretilen parazit modellerini ölçer.
Bu şekilde, çip üzerine bir sıvı biriktirildiğinde, ışık ve yüzey plazmon dalgaları, birbirine müdahale eden sıvı içinde yayılır ve bu da, dedektörün kimyasal bileşimine bağlı olarak, dedektörler tarafından toplanan girişim modellerini değiştirir. Çok fazla sıvı.
Yivler ve yarığın merkezi arasındaki mesafeyi ayarlayarak, interferometreler belirli bileşiklerin veya moleküllerin imzalarını tespit etmek için kalibre edilebilir ve son derece küçük numune hacimlerinde yüksek hassasiyete sahiptir.
Zaten 2012'de yayınlanan bir makalede, Brown ekibi bir biyokipteki interferometrelerin sudaki glikozu tespit edebileceğini gösterdi. Bununla birlikte, insan tükürüğü gibi karmaşık bir çözeltide glikozun seçici olarak saptanması başka bir sorundu.
Paciva, "Tükürük yaklaşık yüzde 99 sudur, bu yüzden problemleri sunan yüzde 1'dir" diyor. "Sensörün tepkisini etkileyebilecek enzimler, tuzlar ve diğer bileşenler var., tespit şemamızın özgüllük sorununu çözdük ". Bu uzmanlar bunu glikoz için izlenebilir bir marker oluşturmak için boya kimyası kullanarak yaptılar.
Araştırmacılar, glikozla çok spesifik bir şekilde reaksiyona giren iki enzimi tanıtmak için çipe mikroakışkan kanallar eklediler. Birinci enzim olan glikoz oksidaz, ikinci enzim olan yaban turpu peroksidazı ile reaksiyona giren ve kırmızı ışığı emebilen ve yayan, çözeltiyi renklendirebilen bir molekül üretmek için hidrojen peroksit molekülü oluşturmak üzere glikoz ile reaksiyona girer.
Daha sonra, bilim adamları interferometreleri kırmızı resorufin moleküllerini aramaya ayarlayabildiler. "Reaksiyon bire bir şekilde gerçekleşir: bir glikoz molekülü bir resorufin molekülü üretir - Pacifici diyor ki. Böylece, solüsyondaki resorufin moleküllerinin sayısını sayabilir ve bu glikoz moleküllerinin sayısını çıkarabiliriz. aslında çözümde mevcuttu. "
Ekip, gerçek insanı andıran su, tuzlar ve enzimlerin bir karışımı olan yapay tükürükte glikoz arayarak boya kimyası ve plazmonik interferometri kombinasyonlarını test etti. Böylece, resorufini gerçek zamanlı olarak büyük bir hassasiyet ve özgüllükle tespit edebildiklerini ve litre başına 0.1 mikromol glikoz konsantrasyonundaki değişiklikleri, interferometrelerle elde edilebilecek hassasiyetin on katını tespit etmeyi başardıklarını buldular.
Pacifici'ye göre, çalışmadaki bir sonraki adım, yöntemi gerçek insan tükürüğünde test etmeye başlamaktır. Nihayetinde, araştırmacılar diyabet hastalarına glikoz seviyelerini izlemek için invazif olmayan bir yol verebilecek küçük, otonom bir cihaz geliştirmeyi umuyorlar. "Şimdi bu cihazı insülin için kalibre ediyoruz, " diyor Pacifici Said, zamanla sensör bölgesinde meydana gelen kimyasal reaksiyonları kontrol etmek için havadaki veya sudaki veya laboratuvardaki toksinleri tespit etmek için kullanılabileceğini de ekliyor. gerçek.
Kaynak:
-zdarza.jpg)
