Çip bazlı optik sensör idrarda kanser biyobelirteçlerini tespit ediyor

Çip bazlı optik sensör idrarda kanser biyobelirteçlerini tespit ediyor
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın

[ad_1]
Çip bazlı optik sensör idrarda kanser biyobelirteçlerini tespit ediyor

Bir mikserleme rezonatöründe kalıcı olarak üretilen aygıta bağlı pompa ışığı. Rezonatörün yüzeyi ilgilenilen analitleri yakalayan probları (halkadaki kırmızı çapa molekülleri) tutar. Halkadaki lazer ışığı akışkanın içine doğru uzanır. İlgilenilen analitler (mavi üçgenler) yakalama problarına bağlandığında, bu, lazer emisyonunun frekansını değiştiren mikro lazerin dışındaki alan tarafından algılanır. Bu kayma, sensör üzerinde akan dakika miktarındaki analitlerin “spesifik” bir şekilde algılanmasına izin verecek şekilde çok hassas bir şekilde ölçülebilir (yani, pembe parçacıklar yakalama katmanına bağlanmaz ve bu nedenle tespit edilmez). Şekilde, dalga kılavuzu yeşildir (lazer emisyonunu indükleyen katkı maddelerinin çevrilmesiyle üretilen gerçek renk) ve farklı parçacıkların soldan sağa aktığı bir mikroakışkan kanalı görülebilir. Kredi: Rick Seubers, Optik Bilimler grubu, Twente Üniversitesi

İlk defa, araştırmacılar idrar numunesinde çok düşük bir kanser protein biyobelirteç seviyesini tespit etmek için entegre bir lazerli çip tabanlı bir sensör kullandılar. Yeni teknoloji diğer tasarımlardan daha hassastır ve bir hastalığın varlığını veya ilerlemesini gösteren molekülleri saptamak için invazif olmayan ve ucuz yollara yol açabilir.

Hollanda’daki Twente Üniversitesi’nden araştırma ekibi lideri Sonia M. Garcia-Blanco, “Biyobelirteç seviyelerini ölçmek için mevcut metotlar pahalı ve karmaşıktır, uzman laboratuarlarda biyopsi ve analiz gerektirir.” “Geliştirdiğimiz yeni teknoloji, doktorların kanser de dahil olmak üzere kişiselleştirilmiş teşhis ve tedaviyi iyileştiren kişiselleştirilmiş teşhis ve zamanında karar vermelerine izin verecek biyobelirteç panellerinin daha hızlı ve ultra hassas şekilde tespit edilmesine yol açıyor.”

Optik Derneği (OSA) dergisinde Optik MektuplarH2020 Avrupa projesi GLAM (Glass multiplexed biosensor) tarafından finanse edilen çok kurumsal bir araştırmacı grubu, yeni sensörün, insan tümör gelişimi ile ilişkili bir protein olan S100A4’ün klinik olarak ilgili seviyelerde etiketsiz tespitini gerçekleştirebildiğini göstermektedir.

Garcia-Blanco “Biyosensör aynı anda çeşitli hastalıkları tarayan bakım noktası cihazlarını sağlayabilir” dedi. “Operasyonu basittir ve karmaşık örnek işlemleri veya sensör operasyonu gerektirmez, bu da klinik uygulamalar için mükemmel bir aday olur.”

Araştırmacılar, sensörün biyomedikal olmayan uygulamalar için de potansiyel olduğunu söylüyor. Örneğin, farklı gaz türlerini veya sıvı karışımlarını tespit etmek için de kullanılabilir.

Yüksek hassasiyetli bir sensör oluşturma

Yeni talaş bazlı sensör, numuneyi talaş üstü mikrodisk lazerinden gelen ışıkla aydınlatarak spesifik moleküllerin varlığını tespit eder. Işık ilgilenilen biyobelirteçle etkileşime girdiğinde, bu lazer ışığının rengini veya sıklığını belirlenebilir bir şekilde kaydırır.

İdrar numunelerinde tespit yapmak için araştırmacılar sıvı ortamda çalışabilecek bir lazerin nasıl birleştirileceğini bulmak zorunda kaldılar. Fotonik materyalin alüminyum oksidine döndüler, çünkü iterbiyum iyonları ile katlandığında, biyobelirteçlerin kesin olarak tespit edilmesini sağlarken, ışık emme bandı dışında bir dalga boyu aralığında yayılan bir lazeri üretmek için kullanılabilir.

Garcia-Blanco, “Lazerlerin frekans kaymalarını izlemeye dayalı sensörler zaten mevcut olmasına rağmen, genellikle küçük, tek kullanımlık fotonik çiplere kolayca entegre olmayan geometrilerde geliyorlar” dedi. “Alüminyum oksit yonga üzerinde kolayca yekpare olarak imal edilebilir ve standart elektronik imalat prosedürleriyle uyumludur. Bu, sensörlerin büyük, endüstriyel ölçekte üretilebileceği anlamına gelir.”

Diğer benzer sensörlerde kullanılan kalıcı olmayan halka rezonatörlerinden ziyade mikrodiskli bir lazer kullanmak, benzeri görülmemiş hassasiyete kapıyı açar. Duyarlılık, kalıcı bağlantı genişliğinin, pasif halka rezonatörlerinin rezonanslarından çok daha dar olması gerçeğinden kaynaklanmaktadır. Termal gürültü gibi diğer gürültü kaynakları ortadan kalktıktan sonra, bu yöntem çok düşük konsantrasyonlarda biyobelirteçlerden çok küçük frekans kaymalarının tespitine izin verecektir.

Dakikadaki biyobelirteç konsantrasyonlarını algılama

Araştırmacılar idrar gibi karmaşık sıvılarla ilgilenen biyobelirteçleri yakalayan bir yüzey muamelesi geliştirdikten ve uyguladıktan sonra, yeni sensörü bilinen biyobelirteç seviyelerini içeren sentetik idrarla test etti. S100A4’ü 300 picomolar kadar düşük konsantrasyonlarda tespit edebildiler.

Garcia-Blanco, “Bu konsantrasyon aralığında tespit, etiketsiz biyosensiyon için platformun potansiyelini göstermektedir” dedi. “Ayrıca, algılama modülü gelişmiş teknoloji kullanılarak çok basit bir şekilde yapılabilir ve laboratuvar dışındaki son uygulamaya bir adım daha yaklaşır.”

Araştırmacılar, cihazın çalışmasını daha da kolaylaştırmak için tüm ilgili optik kaynakları ve sinyal oluşturma bileşenlerini çip üzerine dahil etmeye çalışıyorlar. Ayrıca, çok çeşitli biyobelirteçlerin paralel olarak algılanmasına izin verebilecek çeşitli kaplamalar geliştirmek istiyorlar.


Erken diyabet tespiti için taşınabilir cihaz geliştiren araştırmacılar


[ad_2]

Kaynak

admin

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Translate »