İstehsalçılardan Brown University yeni bir bioçip sensoru inkişaf etdirmişdir ki, bu da konsentrasiyaları seçici şəkildə ölçə bilər qlükoza oxşar kompleks həlli insan tüpürcəyi. Öncək bir istiqamətə doğru əhəmiyyətli bir addımdır cihaz insanlara imkan verəcək diabet qan çəkmədən qlükoza səviyyələrini test etmək.

Yeni çip bir sıra xüsusi istifadə edir kimyəvi reaksiyalar plazmonik interferometri ilə birləşərək, işıq istifadə edərək birləşmələrin kimyəvi imza aşkarlanması vasitəsi. Cihaz, nümunə edilmiş həcmdə yalnız bir neçə min molekül təşkil edən qlükoz konsentrasiyalarında fərqlərin aşkarlanması üçün kifayət qədər həssasdır.

MÜQƏDDƏS KİTABI ÜÇÜN oxumaq 

Araşdırmalara rəhbərlik edən Braun mühəndisliyi şöbəsinin dosenti Domeniko Pasifikin sözlərinə görə, "biz tüpürcəyə tipik olan qlükoza konsentrasiyalarının ölçülməsi üçün lazım olan həssaslığı nümayiş etdirdik ki, bu da qandan xNUMX dəfə azdır". "İndi biz bunu son dərəcə yüksək spesifikliklə edə bilərik, yəni tüpürcənin fon komponentlərindən qlükozanı fərqləndirə bilərik". Yeni tədqiqat Nanophotonics jurnalının iyun sayının qapaq məqaləsində təsvir edilmişdir. Bioçip incə bir gümüş qat ilə örtülmüş bir kvadrat kvars parçadan hazırlanır. Gümüşdə bükülü minlərlə nanometrli interferometrlər var - hər tərəfdən bir yivli kiçik yarıqlar. Yivəklər 200 nanometrləri geniş və ölçüsü 100 nanometrdir - 1,000 dəfə insan saçından daha incə. Yüngül çip üzərində işıqlandığı zaman, oluklar gümüşdə sərbəst elektronların dalğasına səbəb olur - bir plazmon polaritonu - yarıqa doğru yayılmaq. Bu dalğalar yarıqdan keçən işıqlara müdaxilə edir. Həssas detektorlar bundan sonra yivlərin və yarıqların yaratdığı müdaxilənin nümunələrini ölçürlər.
Bir maye çip üzərində çökdürüldükdə, işıq və səth plazmon dalğaları bir-birinə müdaxilə etmədən əvvəl bu sıvı vasitəsilə yayılır. Bu sıvının kimyəvi tərkibinə əsasən detektorlar tərəfindən götürülmüş müdaxilə nümunələrini dəyişir. Yivəklər və orta yarıq arasındakı məsafəni düzəldərək, interferometrlər xüsusi birləşmələrin və ya molekulların imicini aşkar etmək üçün kalibrlənə bilər, çox həssas həcmdə yüksək həssaslıqla. 2012-da nəşr olunan bir yazıda, Brown qrupu, suda qlükoza aşkar etmək üçün bir biochipdə interferometrlərin istifadə edilə biləcəyini göstərdi. Ancaq insan tüpürcəyi kimi kompleks bir həlldə qlükozanın seçici şəkildə aşkarlanması başqa bir məsələdir.

"Tükürün 99 faiz su ilə bağlıdır, lakin su problemi olmayan 1 faizdir", - Pasifik bildirib. "Sensorun təsirini təsir edə bilən fermentlər, tuzlar və digər komponentlər var. Bu yazı ilə biz algılama sxemimizin spesifikliyinin problemini həll etdik. "
Onlar glyukoza izlenebilir marker yaratmaq üçün boya kimya istifadə edərək bunu etdi. Tədqiqatçılar glikoz ilə reaksiya verən iki fermenti çox xüsusi bir şəkildə təqdim etmək üçün çipə mikrofluid kanallarını əlavə etdi. Birinci ferment, qlükoza oksidaz, hidrogen peroksid molekulunu meydana gətirmək üçün qlükoza ilə reaksiya verir. Bu molekül daha sonra qırmızı işığı udmaq və buraxmaq və həllini rəngləndirə bilən resorufin adlı bir molekul yaratmaq üçün ikinci ferment, horseradish peroksidaz ilə reaksiya verir. Tədqiqatçılar qırmızı resorufin molekullarını axtarmaq üçün interferometrləri tənzimləyə bilmədi.
"Reaksiya tək-tək bir şəkildə olur: bir molekul glükoz resorufinin bir molekulunu yaradır", - Pasifik bildirib. "Beləliklə həll prosesində resorufin molekullarının sayını hesablaya bilərik və həllində mövcud olan qlükoza molekullarının sayını artırırıq".
Ekip, yapay tükürükte, gerçek bir insan tükürüğüne benzeyen su, tuz və fermentlerin bir karışımı olaraq, boya kimyası ve plazmonik interferometri kombinasyonunu sınadı. Onlar resorufinin real vaxtda böyük dəqiqliyə və spesifikliyə malik olduğunu aşkar edə bildiklərini tapdılar. Onlar litr başına 0.1 mikromoldakı qlükoza konsentrasiyasında dəyişiklikləri aşkar edə bildilər - 10 dəfə yalnız interferometrlər tərəfindən əldə edilə bilən həssaslıq.
İşdə növbəti addım, Pacifici deyir ki, üsulu real insan tüpürcəsində test etməyə başlayır. Nəticədə, tədqiqatçılar şəkər xəstəliyinə qlükoza səviyyələrini izləmək üçün qeyri-invaziv bir yol verə biləcək kiçik, özbaşına qurğu inkişaf etdirə biləcəyini ümid edirlər.
Digər potensial tətbiqlər də var.
"İndi insulin üçün bu cihazı kalibrləmə edirik," dedi Pasifik, "amma prinsip olaraq, bu plazmonik küvet sensoru hər hansı bir molekulun aşkarlanmasında düzgün şəkildə dəyişdirə bilərik."
Pacifici'nin sözlərinə görə, hava və ya suda toksinlərin aşkarlanması və ya laboratoriyada istifadə olunan kimyəvi reaksiyaların real vaxtda sensor səthində meydana gəldiyi təqdirdə istifadə oluna bilər.

Plazmonik interferometr suda qlükoza molekullarını aşkar edə bilər. Kompleks mayelərdə qlükoza aşkarlanması daha çətindir. Glyukoza molekullarında grooves və boya kimya istifadə məsafəni nəzarət tədqiqatçılar su deyil ki, tüpürcək 1 faiz baxmayaraq qlükoza səviyyəsi ölçmək üçün imkan verir.

http://www.brown.edu/

Kredit: Brown Universitetinin təsviri