Четвртак, 5. јуни 2014. - Истраживачи са Универзитета Бровн у Рходе Исланду, Сједињене Државе, развили су нови сензор за биочипе који може селективно мерити концентрације глукозе у сложеном раствору сличном људској слини. Пробој, објављен у 'Нанопхотоницс', значајан је јер би могао омогућити дизајн уређаја који омогућава људима који имају дијабетес да мере ниво глукозе без узимања крви.
Нови чип користи низ специфичних хемијских реакција заједно са плазмоничном интерферометријом, начином откривања хемијског потписа једињења помоћу светлости. Уређај је довољно осетљив да открије разлике у концентрацији глукозе еквивалентној неколико хиљада молекула у узорку узорка.
"Доказали смо осетљивост која је потребна за мерење типичних концентрација глукозе у пљувачки, које су обично сто пута ниже него у крви", објашњава директор истраживања, Доменицо Пацифици, доцент инжењерства на Универзитету Браун. "Сада смо то у могућности да урадимо са врло високом специфичношћу, што значи да можемо разликовати глукозу од позадинских компоненти пљувачке", додаје он.
Биочип се састоји од дела квадратног инча кварца прекривеног танким слојем сребра. Сребро је угравирано на хиљаде интерферометра, сићушних прореза са прорезом на свакој страни ширине 200 нанометара. Прорез је широк 100 нанометара, око 1.000 пута тањи од људске длаке.
Кад се на чипу светли, прорези узрокују талас слободних електрона у сребру, површински плазмонски поларитон који се шири у утор. Ови таласи ометају светлост која пролази кроз утор, а осетљиви детектори мере интерференцијалне шаре које стварају бразде и жлебови.
На овај начин, када се течност таложи на чипу, лагани и површински плазмонски таласи се шире кроз течност која се мешају, мењајући интерференцијалне шаре које сакупљају детектори, у зависности од хемијског састава течно
Подешавањем удаљености између жљебова и средишта прореза, интерферометри се могу калибрисати за детекцију потписа одређених једињења или молекула, са великом осетљивошћу у изузетно малим запреминама узорака.
Већ у чланку објављеном 2012. године, Браунов тим је показао да интерферометри у биочипу могу да открију глукозу у води. Међутим, друго питање било је селективно откривање глукозе у сложеном раствору попут људске слине.
"Слина је око 99 процената воде, тако да је 1 проценат онај који представља проблеме", каже Пацифици. „Постоје ензими, соли и друге компоненте које могу утицати на одговор сензора. Са овим радом, решили смо проблем специфичности наше шеме детекције ". Ови стручњаци су то урадили користећи хемију боја како би створили траг који следи за глукозу.
Истраживачи су додали микрофлуидне канале у чип како би увели два ензима који на врло специфичан начин реагују с глукозом. Први ензим, глукозида оксидаза, реагује са глукозом да би формирао молекул водоник пероксида који реагује са другим ензимом, хрен пероксидазом, да би се створио молекул назван ресоруфин, који може да апсорбује и емитује црвену светлост, бојење раствора.
Научници су тада могли да подесу интерферометре да траже црвене молекуле ресоруфина. "Реакција се одвија једно-на-један: молекул глукозе ствара ресоруфин молекул - каже Пацифици -. Дакле, можемо рачунати број ресоруфин молекула у раствору и закључити број молекула глукозе који су првобитно били присутни у раствору. "
Тим је тестирао њихову комбинацију хемије боја и плазмонијске интерферометрије претрагом глукозе у вештачкој слини, мешавини воде, соли и ензима који подсећа на стварног човека. Стога су открили да могу да открију ресоруфин у реалном времену са великом прецизношћу и специфичношћу и успели су да открију промене концентрације глукозе од 0, 1 микромола по литри, што је десет пута више од осетљивости коју интерферометри могу постићи.
Сљедећи корак у раду, према Пацифици-ју, јесте почетак испитивања методе у правој људској слини. Коначно, истраживачи се надају да ће развити мали, аутономни уређај који би дијабетичарима могао дати неинвазивни начин надгледања нивоа глукозе. "Сада калибрирамо овај уређај за инзулин", извештава Пацифици Саид, који додаје да би се он могао користити и за откривање токсина у ваздуху или води или у лабораторији за контролу хемијских реакција које се дешавају у подручју сензора на време. прави.
Извор: ввв.ДиариоСалуд.нет
Ознаке:
Вести Регенерација Породица
Нови чип користи низ специфичних хемијских реакција заједно са плазмоничном интерферометријом, начином откривања хемијског потписа једињења помоћу светлости. Уређај је довољно осетљив да открије разлике у концентрацији глукозе еквивалентној неколико хиљада молекула у узорку узорка.
"Доказали смо осетљивост која је потребна за мерење типичних концентрација глукозе у пљувачки, које су обично сто пута ниже него у крви", објашњава директор истраживања, Доменицо Пацифици, доцент инжењерства на Универзитету Браун. "Сада смо то у могућности да урадимо са врло високом специфичношћу, што значи да можемо разликовати глукозу од позадинских компоненти пљувачке", додаје он.
Биочип се састоји од дела квадратног инча кварца прекривеног танким слојем сребра. Сребро је угравирано на хиљаде интерферометра, сићушних прореза са прорезом на свакој страни ширине 200 нанометара. Прорез је широк 100 нанометара, око 1.000 пута тањи од људске длаке.
Кад се на чипу светли, прорези узрокују талас слободних електрона у сребру, површински плазмонски поларитон који се шири у утор. Ови таласи ометају светлост која пролази кроз утор, а осетљиви детектори мере интерференцијалне шаре које стварају бразде и жлебови.
На овај начин, када се течност таложи на чипу, лагани и површински плазмонски таласи се шире кроз течност која се мешају, мењајући интерференцијалне шаре које сакупљају детектори, у зависности од хемијског састава течно
Подешавањем удаљености између жљебова и средишта прореза, интерферометри се могу калибрисати за детекцију потписа одређених једињења или молекула, са великом осетљивошћу у изузетно малим запреминама узорака.
Већ у чланку објављеном 2012. године, Браунов тим је показао да интерферометри у биочипу могу да открију глукозу у води. Међутим, друго питање било је селективно откривање глукозе у сложеном раствору попут људске слине.
"Слина је око 99 процената воде, тако да је 1 проценат онај који представља проблеме", каже Пацифици. „Постоје ензими, соли и друге компоненте које могу утицати на одговор сензора. Са овим радом, решили смо проблем специфичности наше шеме детекције ". Ови стручњаци су то урадили користећи хемију боја како би створили траг који следи за глукозу.
Истраживачи су додали микрофлуидне канале у чип како би увели два ензима који на врло специфичан начин реагују с глукозом. Први ензим, глукозида оксидаза, реагује са глукозом да би формирао молекул водоник пероксида који реагује са другим ензимом, хрен пероксидазом, да би се створио молекул назван ресоруфин, који може да апсорбује и емитује црвену светлост, бојење раствора.
Научници су тада могли да подесу интерферометре да траже црвене молекуле ресоруфина. "Реакција се одвија једно-на-један: молекул глукозе ствара ресоруфин молекул - каже Пацифици -. Дакле, можемо рачунати број ресоруфин молекула у раствору и закључити број молекула глукозе који су првобитно били присутни у раствору. "
Тим је тестирао њихову комбинацију хемије боја и плазмонијске интерферометрије претрагом глукозе у вештачкој слини, мешавини воде, соли и ензима који подсећа на стварног човека. Стога су открили да могу да открију ресоруфин у реалном времену са великом прецизношћу и специфичношћу и успели су да открију промене концентрације глукозе од 0, 1 микромола по литри, што је десет пута више од осетљивости коју интерферометри могу постићи.
Сљедећи корак у раду, према Пацифици-ју, јесте почетак испитивања методе у правој људској слини. Коначно, истраживачи се надају да ће развити мали, аутономни уређај који би дијабетичарима могао дати неинвазивни начин надгледања нивоа глукозе. "Сада калибрирамо овај уређај за инзулин", извештава Пацифици Саид, који додаје да би се он могао користити и за откривање токсина у ваздуху или води или у лабораторији за контролу хемијских реакција које се дешавају у подручју сензора на време. прави.
Извор: ввв.ДиариоСалуд.нет
