Tadqiqotchilar Brown universiteti yangi kontsentratsiyasini o'lchash mumkin bo'lgan yangi biochip sensorini ishlab chiqdi glyukoza Shu kabi murakkab bir yechim inson tupusi. Oldinga o'tish - bu muhim ahamiyatga ega qurilma bu odamlar bilan birga ishlashga imkon beradi diabet qondagi glyukoza miqdorini qonga tortmasdan sinovdan o'tkazish.

Yangi chip bir qator o'ziga xos xususiyatlardan foydalanadi kimyoviy reaktsiyalar plazmmonik interferometriya bilan birlashtirilib, yorug'lik yordamida birikmalarning kimyoviy imzolarini aniqlash vositasi. Qurilma glyukoza konsentrasiyalaridagi farqlarni aniqlash uchun etarlicha sezgir bo'lib, ular namunadagi hajmdagi bir necha ming molekula miqdorini tashkil etadi.

O'QITISh KUNDA O'RNATISH 

"Biz tupurikka xos odatda glyukoza konsentrasiyalarini o'lchash uchun zarur bo'lgan sezgirlikni namoyish qildik. Ular odatda qondan 100 marta pastroqdir", deydi tadqiqotchi Braunning muhandislik bo'yicha dotsent Domeniko Tatski. "Endi biz buni juda yuqori o'ziga xoslik bilan qila olamiz, ya'ni glyukoza tuprikning fon komponentlaridan farqlashimiz mumkin". Yangi tadqiqot Nanophotonics jurnalining iyun sonida chop etilgan maqolada tasvirlangan. Biochip nozik bir qatlamli kumush bilan qoplangan 1 kvadrat kvadrat kvartsdan tayyorlangan. Kumushga bo'yalgan minglab nanoskale interferometrlari bor - har bir tomondan yivli kichik yaraqlar. Oluklar kengligi 200 nanometrni kengaytiradi va yarm 100 nanometrga teng - taxminan 1,000 marta inson sochidan yupqa. Yengil chiroqqa nur porlaganda, oluklar kumushdagi erkin elektronlar to'lqinini hosil qiladi - sirt plazmonli polariton - yoriqqa propagandalash uchun. Ushbu to'lqinlar yoriqdan o'tib ketadigan nurga to'sqinlik qiladi. Keyinchalik sezgir detektorlar yiv va yara bilan hosil qilingan parazit naqshlarini o'lchaydilar.
Yongaga suyuqlik qo'yilganda, yorug'lik va plazmon to'lqinlari bir-biriga aralashmasidan oldin bu suyuqlik orqali tarqaladi. Bu suyuqlikning kimyoviy tarkibiga qarab, detektorlarning qo'llagan shovqinlarni o'zgartiradi. Oluklar va markaziy yara orasidagi masofani sozlash orqali interferometrlar maxsus namunalar yoki molekulalarning imzolarini aniqlash uchun sozlanishi mumkin, bu juda kichik namunalardagi yuqori sezuvchanlik bilan. 2012 da chop etilgan bir maqolada, Brown guruhi biochipdagi interferometrlarni suvda glyukoza aniqlash uchun ishlatilishini ko'rsatdi. Shu bilan birga, inson tupusi kabi murakkab bir eritmada glyukoza tanlab aniqlashda yana bir masala edi.

"Tuproq% 99 foiz suvga to'g'ri keladi, ammo bu suv muammosi emas, balki 1 foiz", - deydi Pacifici. "Sensorning ta'siriga ta'sir qilishi mumkin bo'lgan fermentlar, tuzlar va boshqa komponentlar mavjud. Ushbu maqola bilan biz sezish sxemasining spesifikligi muammosini hal qildik. "
Ular glyukoza uchun kuzatiladigan markerni yaratish uchun bo'yoq kimiyasidan foydalanganlar. Tadqiqotchilar glyukoza bilan reaksiyaga kirishadigan ikkita fermentni juda aniq tarzda taqdim etish uchun chipga mikfluidal kanallarni qo'shdilar. Birinchi ferment, glyukoza oksidaz vodorod peroksid molekulasini hosil qilish uchun glyukoza bilan reaksiyaga kiradi. Keyinchalik, bu molekula qizil nurni emiradigan va chiqaradigan, ya'ni eritmani bo'yashga imkon beradigan retseptoriya deb ataladigan molekula hosil qilish uchun ikkinchi yadroli gorsori peroksidaza bilan reaksiyaga kirishadi. Tadqiqotchilar qizil rangli retsivor molekulalarini izlash uchun interferometrlarni sozlashlari mumkin edi.
"Reaksiya birma-bir tarzda amalga oshiriladi: glyukoza molekulasi bitta rezorufin molekulasini hosil qiladi", deydi Pacifici. "Shunday qilib, eritmada rezorufin molekulalarining sonini hisoblashimiz va eritmada mavjud bo'lgan glyukoza molekulalarining sonini kamaytirishimiz mumkin".
Jamoa sun'iy tuprikda glyukozani, haqiqiy inson tupurigiga o'xshash suv, tuz va fermentlar aralashmasini tekshirib, bo'yoq kimyo va plazmonik interferometriyaning kombinatsiyasini sinovdan o'tkazdi. Ular reorufinani aniq vaqt va aniqlik bilan aniqlab olishlari mumkinligini aniqladilar. Ular litri uchun 0.1 mikromol miqdoridagi glyukoza kontsentratsiyasining o'zgarishini aniqladilar - 10 martalik interferometrlarning erishishi mumkin bo'lgan sezuvchanlik.
Ishning keyingi bosqichi, Tinch okeanning aytishicha, usulni haqiqiy tupurikda tekshirishni boshlashdir. Natijada, tadqiqotchilar glyukoza darajasini kuzatish uchun diabetga noinvaziv usulni bera oladigan kichik, mustaqil vositani ishlab chiqishga umid qiladilar.
Boshqa potentsial ilovalar ham mavjud.
"Biz hozir bu uskuna insulin uchun kalibrlashtirmoqdamiz, - deydi Pacifici, - lekin aslida biz ushbu" plazmonik kuvet "sensorini har qanday molekulani aniqlash uchun to'g'ri o'zgartirishimiz mumkin".
Atmosferada toksinlarni aniqlash uchun yoki kimyoviy reaktsiyalarni kuzatib borish uchun ishlatiladigan laboratoriyada real vaqtda sensorlar yuzasida paydo bo'lishi mumkin ", deydi Pacifici.

Plazmonik interferometr glyukoza molekulalarini suvda aniqlay oladi. Murakkab suyuqlikda glyukoza aniqlash juda ham qiyin. Glyukoza molekulalarida bo'yoqlar va bo'yoq kimyo vositalaridan foydalanishni nazorat qilish tadqiqotchilarga suv emas, tuprikning 1 foiziga qaramay, glyukoza miqdorini o'lchash imkonini beradi.

http://www.brown.edu/

Kredit: Image Brown Universitetining mulohazasi