ນັກທ່ອງທ່ຽວມາຈາກ Brown University ໄດ້ພັດທະນາ sensor sensor ໃຫມ່ທີ່ສາມາດວັດແທກລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນໄດ້ glucose ໃນການແກ້ໄຂສະລັບສັບຊ້ອນທີ່ຄ້າຍຄືກັນກັບ ນໍ້າລາຍຂອງມະນຸດທີ່ຢູ່ ຄວາມກ້າວຫນ້າແມ່ນເປັນບາດກ້າວທີ່ສໍາຄັນຕໍ່ ອຸປະກອນ ທີ່ຈະຊ່ວຍໃຫ້ປະຊາຊົນມີ ພະຍາດເບົາຫວານ ເພື່ອທົດສອບລະດັບນ້ໍາຕານໃນເລືອດຂອງເຂົາເຈົ້າໂດຍບໍ່ມີການດຶງເລືອດ.

chip ໃຫມ່ເຮັດໃຫ້ການນໍາໃຊ້ຊຸດຂອງສະເພາະໃດຫນຶ່ງ ປະຕິກິລິຍາເຄມີ ລວມມີການ interferometry plasmonic, ວິທີການກວດຫາລາຍເຊັນທາງເຄມີຂອງສານປະກອບດ້ວຍແສງສະຫວ່າງ. ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວແມ່ນມີຄວາມລະອຽດພຽງພໍທີ່ຈະກວດພົບຄວາມແຕກຕ່າງໃນລະດັບນ້ໍາຕານ້ໍາຕານທີ່ມີພຽງແຕ່ສອງສາມພັນໂມເລກຸນໃນປະລິມານຕົວຢ່າງ.

ຈົ່ງອ່ານກ່ຽວກັບວິທະຍາສາດວິທະຍາສາດ 

Domenico Pacifici, ວິທະຍາສາດການຊ່ວຍເຫຼືອດ້ານວິສະວະກໍາຢູ່ Brown, ຜູ້ທີ່ນໍາພາການຄົ້ນຄວ້ານີ້ເວົ້າວ່າ "ພວກເຮົາໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມອ່ອນໄຫວທີ່ຈໍາເປັນໃນການວັດແທກຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນຂອງນ້ໍາຕານໃນນ້ໍາຕານ, ເຊິ່ງມັກຈະເປັນປະຈໍາ 100 ເທົ່າກັບເລືອດ. "ໃນປັດຈຸບັນພວກເຮົາສາມາດເຮັດສິ່ງນີ້ດ້ວຍຄວາມສະເພາະທີ່ສູງທີ່ສຸດ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າພວກເຮົາສາມາດແຍກແຍະນໍ້າຕານຈາກສ່ວນປະກອບຂອງນໍ້າລາຍ." ການຄົ້ນຄວ້າໃຫມ່ແມ່ນໄດ້ອະທິບາຍໃນບົດຄວາມປົກຂອງບັນຫາເດືອນມິຖຸນາຂອງວາລະສານ Nanophotonics. biochip ແມ່ນເຮັດຈາກຊິ້ນຫນຶ່ງຊິ້ນຫນຶ່ງແຜ່ນຂອງເຄືອບທີ່ມີເຄືອບເງິນບາງໆ. ການສະທ້ອນເງິນແມ່ນຫລາຍພັນຄົນຂອງ interferometers nanoscale - ຂຸມຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ມີ groove ໃນຂ້າງຫນຶ່ງແຕ່ລະຄົນ. ຮ່ອງຮອຍແມ່ນວັດແທກຄວາມຍາວ nanometers 200, ແລະກ້ານແມ່ນ nanometers 100 ກວ້າງ - ປະມານ 1,000 ເວລາທີ່ຫນາກວ່າຜົມຂອງມະນຸດ. ເມື່ອມີແສງສະຫວ່າງຢູ່ເທິງຊິບ, ຮ່ອງຮອຍເຮັດໃຫ້ເກີດສຽງຂອງເອເລັກໂຕຣນິກຟຣີໃນເງິນ - plasmon polariton ດ້ານ - ເພື່ອແຜ່ຂະຫຍາຍໄປຫາແຜ່ນ. ຄື້ນຟອງເຫຼົ່ານັ້ນແຊກແຊງຄວາມສະຫວ່າງທີ່ຜ່ານການສີດ. ເຄື່ອງກວດຈັບສະຫລາດຫຼັງຈາກນັ້ນຈະວັດແທກຮູບແບບຂອງການແຊກແຊງທີ່ເກີດຈາກຮ່ອງແລະຕ່ອນ.
ເມື່ອແຫຼວຖືກຝາກໄວ້ໃນຊິບ, ແສງສະຫວ່າງແລະສາຍຝົນ plasmon ແມ່ນແຜ່ລາມຜ່ານແຫຼວນັ້ນກ່ອນທີ່ມັນຈະແຊກແຊງກັນ. ວ່າ alters ຮູບແບບການແຊກແຊງເກັບຂຶ້ນໂດຍເຄື່ອງກວດ, ອີງຕາມການເຄືອບສານເຄມີຂອງແຫຼວ. ໂດຍການປັບໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮ່ອງແລະກ້ານກາງ, interferometers ສາມາດຖືກປັບທຽບເພື່ອກວດເບິ່ງລາຍເຊັນຂອງທາດປະສົມຫຼືໂມເລກຸນທີ່ມີຄວາມໄວສູງໃນຂະຫນາດຕົວຢ່າງທີ່ສຸດ. ໃນເອກະສານທີ່ຈັດພີມມາຢູ່ໃນ 2012, ທີມງານ້ໍາຕານໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າ interferometers ໃນ biochip ສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກວດສອບ glucose ໃນນ້ໍາ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການກວດກາຕອ້ງ glucose ໃນການແກ້ໄຂແບບສະລັບສັບຊ້ອນເຊັ່ນນໍ້າລາຍຂອງມະນຸດແມ່ນເລື່ອງອື່ນ.

"ນ້ໍາຊາແມ່ນປະມານນ້ໍາປະມານ 99 ສ່ວນຮ້ອຍ, ແຕ່ວ່າມັນແມ່ນສ່ວນຫນຶ່ງທີ່ບໍ່ແມ່ນນ້ໍາທີ່ສະແດງບັນຫາ". "ມີ enzymes, ເກືອ, ແລະອົງປະກອບອື່ນໆທີ່ອາດຈະສົ່ງຜົນຕໍ່ການຕອບສະຫນອງຂອງເຊັນເຊີ. ດ້ວຍເອກະສານນີ້ພວກເຮົາໄດ້ແກ້ໄຂບັນຫາກ່ຽວກັບສະເພາະຂອງໂຄງການຂອງພວກເຮົາ. "
ພວກເຂົາເຈົ້າໄດ້ເຮັດແນວນັ້ນໂດຍໃຊ້ເຄມີເຄມີສີຍ້ອມເພື່ອສ້າງເຄື່ອງຫມາຍຕິດຕາມສໍາລັບ glucose. ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ເພີ່ມຊ່ອງທາງ microfluidic ກັບ chip ເພື່ອແນະນໍາສອງ enzymes ທີ່ມີປະຕິກິລິຍາກັບ glucose ໃນວິທີການສະເພາະໃດຫນຶ່ງ. ການ enzyme ທໍາອິດ, glucose oxidase, reacts ກັບ glucose ເພື່ອສ້າງໂມເລກຸນຂອງ hydrogen peroxide. ໂມເລກຸນນີ້ປະຕິບັດກັບ enzyme ທີ່ສອງ, peroxidase horseradish, ເພື່ອສ້າງໂມເລກຸນທີ່ເອີ້ນວ່າ resorufin, ເຊິ່ງສາມາດດູດຊຶມແລະອອກແສງສີແດງ, ດັ່ງນັ້ນການແກ້ໄຂສີ. ນັກຄົ້ນຄວ້າດັ່ງກ່າວກໍ່ສາມາດປັບຕົວ interferometers ເພື່ອຊອກຫາ molecules resorufin ສີແດງ.
"ຕິກິຣິຍາເກີດຂື້ນໃນຮູບແບບຫນຶ່ງໄປຫາຫນຶ່ງ: ໂມເລກຸນຂອງກຼືເຊດສ້າງຫນຶ່ງໂມເລກຸນຂອງ resorufin", Pacifici ເວົ້າ. "ດັ່ງນັ້ນ, ພວກເຮົາສາມາດນັບຈໍານວນ molecules resorufin ໃນການແກ້ໄຂ, ແລະ infer ຈໍານວນ molecules glucose ທີ່ມີໃນປະຈຸບັນໃນການແກ້ໄຂ."
ທີມງານທົດສອບການປະສົມປະສານຂອງເຄມີສີຍ້ອມແລະການທົດສອບ interferometry plasmonic ໂດຍການຊອກຫາ glucose ໃນນໍ້າລາຍທຽມ, ປະສົມນ້ໍາ, ເກືອແລະ enzymes ທີ່ຄ້າຍກັບນ້ໍາລາຍຂອງມະນຸດແທ້ໆ. ພວກເຂົາພົບວ່າພວກເຂົາສາມາດກວດພົບ Resorufin ໃນເວລາຈິງທີ່ມີຄວາມຖືກຕ້ອງແລະພິເສດ. ພວກເຂົາສາມາດກວດພົບການປ່ຽນແປງໃນລະດັບຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງເກືອກຼາມເກືອບ 0.1 micromoles ຕໍ່ລິດ - 10 ເວລາທີ່ມີຄວາມອ່ອນໄຫວທີ່ສາມາດບັນລຸໄດ້ໂດຍ interferometers ດຽວ.
ຂັ້ນຕອນຕໍ່ໄປໃນການເຮັດວຽກ, Pacifici ກ່າວວ່າ, ແມ່ນເພື່ອເລີ່ມຕົ້ນການທົດສອບວິທີການໃນນໍ້າລາຍຂອງມະນຸດແທ້ໆ. ໃນທີ່ສຸດ, ນັກຄົ້ນຄວ້າຫວັງວ່າພວກເຂົາຈະສາມາດພັດທະນາອຸປະກອນຂະຫນາດນ້ອຍ, ດ້ວຍຕົນເອງທີ່ສາມາດໃຫ້ຄົນເຈັບທີ່ເປັນໂລກເບົາຫວານໄດ້ຕິດຕາມກວດກາລະດັບນໍ້າຕານຂອງເຂົາເຈົ້າ.
ມີຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີທ່າແຮງອື່ນໆເຊັ່ນກັນ.
"ພວກເຮົາກໍາລັງ calibrating ອຸປະກອນນີ້ສໍາລັບ insulin," Pacifici ເວົ້າວ່າ, "ແຕ່ໃນຫຼັກການ, ພວກເຮົາສາມາດແກ້ໄຂນີ້ 'plasmonic cuvette' sensor ສໍາລັບການຊອກຫາຂອງ molecule ໃດທີ່ມີຄວາມສົນໃຈ."
ມັນສາມາດຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອກວດສອບທາດໄອຍາໃນອາກາດຫຼືນ້ໍາຫຼືນໍາໃຊ້ໃນຫ້ອງທົດລອງເພື່ອກວດສອບປະຕິກິລິຍາເຄມີຍ້ອນວ່າພວກມັນເກີດຂຶ້ນຢູ່ຫນ້າດິນໃນເວລາທີ່ແທ້ຈິງ, Pacifici ເວົ້າ.

Interferometer plasmonic ສາມາດກວດພົບໂມເລກຸນໃນນ້ໍາ. ການຊອກຫານໍ້າຕານໃນນ້ໍາສະລັບສັບຊ້ອນແມ່ນທ້າທາຍຫຼາຍ. ການຄວບຄຸມໄລຍະຫ່າງລະຫວ່າງຮ່ອງແລະການນໍາໃຊ້ເຄມີເຄມີກ່ຽວກັບໂມເລກຸນຕ່ອມຊ່ວຍໃຫ້ນັກຄົ້ນຄວ້າສາມາດວັດລະດັບນໍ້າຕານໄດ້ເຖິງວ່າຈະມີນໍ້ານໍ້າທີ່ບໍ່ມີນ້ໍາເກືອ 1 ສ່ວນຮ້ອຍ.

http://www.brown.edu/

ການປ່ອຍສິນເຊື່ອ: ພາບປະກອບຂອງ Brown University