Cercetătorii au creat o biosensor precise pentru detectarea glicemiei şi potenţial multe alte molecule biologice prin utilizarea hârtop structurile numit un singur perete ancorate nanotuburi de carbon pentru a-acoperite de aur "nanocubes."
Aparatul seamănă cu o mică sub formă de cub tetherball. Fiecare tetherball este un senzor şi este ancorat la circuitele electronice de o nanotube, care acţionează ca o capacitate de rezistenţă şi ambele ultrathin sârmă pentru a efectua semnale electrice, a declarat Timothy Fisher, Universitatea Purdue un profesor de inginerie mecanică.
Tehnologia, care detectează glucoză mai precis decât orice biosensors în dezvoltare, de asemenea, ar putea fi folosite in medicina pentru a detecta alte tipuri de molecule biologice şi, în viitor, biosensors pentru cercetare stiintifica, a spus Marshall Porterfield, un profesor asociat de agricole şi biologice de inginerie la Purdue.
"S-ar putea face parte dintr-un cateter pentru a monitoriza continuu glicemiei pentru diabetici", a spus Porterfield. "Şi aceasta ar putea avea multe alte aplicatii, inclusiv de bază de cercetare ştiinţifică pentru a studia boli şi proceselor biologice."
De tetherball design dă în sine pentru a senzor aplicaţii, a spus Fisher.
"Asta pentru ca de senzor porţiunea din sistem se extinde în destul de departe de restul a aparatului, astfel încât să poată mai uşor de vin în contact cu ţintă molecule", a spus el. "Nu trebuie să aşteptaţi pentru aceste molecule ţintă pentru a distribui în jos pana la suprafaţă şi să se poată deplasa în alte regiuni, în intervalul de la margine pentru o mai bună sensibile."
Rezultatele sunt detaliate într-un ziar care apare în ianuarie problemă a American Chemical Society Oficial ACS Nano. Lucrarea, care va fi Featured pe revistei acoperi, a fost scris de Jonathan Claussen, un student la doctorat agricole şi biologice de inginerie; Aaron Franklin, un student la doctorat electrice si Calculatoare; Aeraj ul Haque, un student la doctorat agricole şi biologice inginerie; Porterfield; şi Fisher.
Studiul a fost efectuat la Centrul de Nanotehnologie Birck şi Bindley Bioscience Center din Purdue a Discovery Park.
De nanotuburi au un diametru de aproximativ doi nanometers, sau billionths dintr-un metru, aproximativ 25000 de ori mai subţire decât un om de păr.
"Noul biosensor este mai sensibile decât altele în două aspecte foarte importante", a spus Fisher.
Alte senzori nevoie cel puţin de cinci ori mai multe glucoză pentru a genera un semnal, şi noul senzor de asemenea, să poată opera pe o gamă mai largă de glucoză de concentrare, ceea ce înseamnă că ar putea fi folosite pentru mai multe scopuri.
"În funcţie de locul în care în organism, aţi putea dori să sens glucoză, va trebui să identifice diferite concentraţii - de exemplu, în artere mici sau intestinelor sau muşchi sunt semnificativ diferite concentraţii de glucoză," Porterfield spus.
Posibilitatea de a sens de cantităţi mici, în timp ce, în acelaşi timp, a detecta o gamă largă de concentraţii sunt doua trasaturi care sunt în mod normal, se exclud reciproc.
"Alte senzori numai detecta peste îngustă intervalele de concentraţii specifice," a spus Porterfield. "Pentru că a avansat caracteristici, acest sistem ar putea fi adaptate ca toate-scop senzor de platformă."
De un singur perete nanotuburi sunt potrivite în special pentru electronice de senzori, pentru că mai eficientă a fluxurilor de energie electrică prin fire doar câteva nanometers în diametru decât ea prin fire obişnuite.
Inginerii s-au dezvoltat o tehnica de a creşte individuale de nanotuburi de carbon vertical pe sus de o foiţă de siliciu, un pas spre a face avansat de electronice, dispozitivele wireless si senzori folosind nanotuburi. De nanotuburi crească din minuscule găuri într-un "poros anodic alumina şablon." (Această metodă este descrisă într-o poveste precedent)
De nanotuburi extinde din pori, apoi paladiu metal este depozitat în interiorul pori, eventual fac sub formă de cub capace în partea de sus a fiecărei porilor. Acest nanocube paladiu este apoi acoperite cu aur, care este compatibil cu molecule biologice.
Cercetătorii apoi ataşat unei proteine numite streptavidin pe acoperite cu aur-paladiu nanocubes şi ataşat o altă proteină numită biotină la streptavidin. De biotină-streptavidin combinaţie este frecvent utilizat în tehnicile de laborator pentru a analiza probelor biologice.
"Biotin şi sunt ca streptavidin tiny joc Lego blocuri, care sunt concepute pentru a cârlig împreună", a spus Porterfield.
Cercetatorii folosit fluorescent-vopsit streptavidin molecule de a dovedi că o moleculă ataşat în special la nanocube tetherballs şi nu în linii mari, la toate materialele. După verificarea tetherball porţiune a dispozitivului ar putea fi folosită ca un senzor, de cercetători transformat aparatul într-un senzor de glucoză prin înlocuirea biotină cu o enzimă numită glucoză oxidaza. Enzimei de cauze o reacţie electrochimică în prezenţa de glucoză şi de oxigen, care generează un semnal electric.
Acelaşi sistem ar putea fi utilizate pentru a detecta biosensors în alte tipuri de molecule de medicament şi de cercetare ştiinţifică.
"Dacă ne putem permite cineva pentru a le monitoriza boli şi au o mai bună calitate a vieţii, că e mare", a spus Porterfield. "Dar de ce ar fi dacă am putea dezvolta un instrument care ar permite oamenilor de ştiinţă de a descoperi leacul pentru această boală?"
Ataşarea enzimelor asociate cu neuronale de semnalizare pot fi folosite pentru a studia creierul şi sistemul nervos. O enzimă asociate cu etanol ar putea fi utilizate într-un senzor de alcool-sânge. O altă cerere ar putea fi la studiu subliniază, în plante pentru cercetare agricolă.
Aparatul este un exemplu de nano electromecanice sistem, sau un NEMS, care conţine nanoscopic piese mecanice.
"Aceasta este prima dată când cercetătorii au asamblat din biomolecular atomică la nivelul tuturor componentelor care aveti nevoie pentru o biosensor", a spus Porterfield. "Este ca Tinker Jucării la nivel biomolecular."
Cercetatorii au depus o cerere de brevet pentru sistem.
Puse la dispozitie de catre Universitatea Purdue
sursa: physorg
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu