4675 ARTYKUŁÓW W SERWISIE
ZNAJDŹ NAS
W INTERNECIE
TECHNOLOGIA

Smartfony będą w przyszłości diagnozowały choroby?

24 maja 2017
TECHNOLOGIA
autor: Anna Borkowska

Zespół naukowców z USA pracuje nad systemem diagnozowania opartym na nanotechnologii, który wymagał będzie zaledwie smartfona i wartej 20 dolarów soczewki, aby odczytać wyniki – czy wiecie, że nadmierne korzystanie ze smartfonów prowadzi do depresji?

Ten nowy system jest dziełem naukowców: Jiminga Bao oraz Richarda Willsona, którzy pracują na University of Houston w Teksasie. System ten najprościej można opisać, jako wykrywacz biologiczny połączony z prostym mikroskopem, który może odczytać wynik. Według naukowców, nanotechnologia zapewni część odpowiedzialną za wykrywanie związków biologicznych, a smartfon z dodatkową soczewką, może pełnić rolę mikroskopu.

Zasadniczo, urządzenie ma działać jak każde urządzenie diagnostyczne, czyli ma wykrywać wynik reakcji chemicznej pomiędzy patogenem, a cząsteczką, która wiąże się z nią w unikalny sposób. Patogenem mógłby być wirus lub bakteria, a cząsteczkami wiążącymi mogłyby być zwalczające daną chorobę przeciwciała. Dobrym przykładem trafnej diagnozy może być reakcja, która zachodzi, kiedy bakteria paciorkowca reaguje z unikalnym przeciwciałem, które zwalcza tego typu bakterie. System diagnostyczny pozwala na tę reakcję, a potem wykrywa wynik w taki sposób, aby nie można było go pomylić z niczym innym. Wyzwaniem jest stworzenie systemu, który byłby tani, szybki i prosty, zarówno od strony detekcyjnej (aby pozwalał na zachodzenie unikalnych reakcji), jak i od strony interpretacyjnej (aby wyniki można było zobaczyć i przeanalizować).

Do wykrywania biologicznego, zespół z Houston stworzył proste szkiełko oraz cienką, złotą błonę, w której wykonano tysiące nano-otworów. Już to samo w sobie było osiągnięciem technologicznym, gdyż wymagało użycia lasera do wycięcia prążków interferencyjnych na płytce pokrytej fotomaską, umycia jej, a następnie wystawienie jej na działanie złota w stanie gazowym. Wynikiem tego procesu jest szklana płytka pokryta cienką, złotą błoną, na której znajdują się rzędy przepuszczalnych nano-otworów, z których każdy mierzy zaledwie 600 nanometrów. Dla porównania, ludzki włos ma średnicę około 60 tysięcy nanometrów.

W utworzonych dziurkach umieszczane są patogeny i to w nich zachodzą reakcje z przeciwciałami. Niestety, naukowcy napotkali kolejny problem, a mianowicie, kiedy patogen reagował z przeciwciałem (oraz kilkoma dodatkowymi związkami chemicznymi), aby wytworzyć wymaganą diagnostyczną reakcję chemiczną, wiązanie nie wystarczyło do zablokowania światła przechodzącego przez nano-otwory.

„To, co wiąże się z przeciwciałem, jest prawdopodobnie zbyt małe i szare, aby zasłonić ten otwór, więc trzeba było znaleźć sposób na zaciemnienie go”

– tłumaczy profesor Willson.

Zespół osiągnął to dzięki używaniu przeciwciał, które zawierały enzymy mogące produkować srebro, kiedy zostają wystawione na działanie niektórych związków chemicznych.

Teraz przeciwciała po związaniu się z patogenami, zostają wstawione na działanie związków chemicznych stymulujących produkcję srebra. Po 15 minutach, płytkę można opłukać, a dzięki złotej błonie cząsteczki srebra pozostają w otworach przesłaniając światło. To jest właśnie opracowany przez naukowców proces diagnostyczny: umieszczasz patogen na płytce, zanurzasz ją w roztworze zawierającym przeciwciała, które reagują unikalnie z różnymi patogenami, kierujesz na płytkę światło tak, aby przechodziło przez nano-otwory i jeśli są one zablokowane, to oznacza to wynik pozytywny.

Jedyną rzeczą, której brakuje, to mikroskop zdolny do pokazania nam, przez które otwory światło nie przechodzi. Według profesora Willsona, do tego celu wystarczy prosty mikroskop, który używany jest w szkołach na lekcjach biologii. Po odpowiedniej modyfikacji nic nie stoi na przeszkodzie temu, aby aparat fotograficzny z dodatkową soczewką i lampa błyskowa w smartfonie, byłyby w stanie sobie z tym poradzić.

„Niektóre systemy diagnostyczne wymagają sprzętu wartego 200 tysięcy dolarów”

– tłumaczy Willson.

„Z naszym systemem wystarczy, że dokupisz do smartfona sprzęt za 20 dolarów i po sprawie”

– dodaje.

Naukowcy wiedzą, że przed wypuszczeniem tego systemu do masowej produkcji, należy pokonać jeszcze wiele wyzwań, takich jak skuteczne i szybkie umieszczanie wirusów i bakterii na powierzchni płytki, ale mają nadzieję im sprostać i zaoferować nam tani, przenośny, dokładny i szybki sposób na diagnozowanie chorób.

Pasjonujesz się technologią i chcesz otrzymywać więcej podobnych wiadomości? Zapraszamy na nasz specjalny fanpage:

Źródło: Socialnewsdaily, Steadyhealth

Zdjęcie: Pixabay

KOMENTARZE disqus
komentuj przez Disqus
Wiedzocholik na Facebooku
POLUB NAS    
Wiedzocholik na Instagramie Wiedzocholik na Instagramie
Przeglądnij się
OBSERWUJ NAS    
Wiedzocholik na Twitterze