物理科技生物学-PHYICA

开发更好的诊断纳米探针

纳米技术 2022-09-12 23:58:09

基础科学研究所 基于使用在溶液中形成胶束的表面活性剂、氯化钠和金盐优先蚀刻和沉积基底,产生纳米结构和纳米多孔金表面的机理

施加电脉冲,首先,氯化物被吸附在表面上,然后金被蚀刻掉,但被表面活性剂胶束捕获

最后,在生长纳米结构的过程中,它被再沉积在基底上

在底部,扫描电子显微照片显示了整个过程中表面纳米结构和纳米孔的形成

学分:基础科学研究所 生物标记是可能存在于生物样品中并与特定疾病相关的成分

因此,医生可以分析患者的生物样本,以检查其健康状况或监控特定治疗的进展

通常,这些样品需要在分析前进行纯化和稀释,并且当前的医学诊断技术依赖于卫生保健设施和实验室进行这些常规分析

这是一个漫长的过程,需要训练有素的人员和昂贵的仪器来集中提取、运输、储存、处理和分析样品

此外,在像当前疫情这样的全球危机期间,数以千计的分析请求的压力可能会使医疗保健系统饱和并崩溃

另一方面,护理点设备是小型自动化仪器,能够在分散的位置进行诊断,并可以提供快速的答案

这种设备的一个例子是葡萄糖计,糖尿病患者用它来监测他们的血糖水平

这些设备可以克服必须通过中央系统处理样本的固有限制,使任何人都能够在家监控自己的健康,只需使用手指穿刺提取的微量血样

然而,这些设备的开发受到了与测量生物样品相关的技术挑战的拖累

一些疾病和感染的生物标志物在样本中的含量非常少,这反过来又给开发极其灵敏的检测技术带来了挑战

虽然增加生物传感器的表面积可以增加仪器的灵敏度,但是这些表面往往会很快被堵塞和污染,使它们不能使用

为此,韩国蔚山基础科学研究所(IBS)软物质和生命物质中心的CHO,Yoon-Kyoung教授领导的团队最近开发了一种生物传感器,使用一种方法生成纳米结构和纳米多孔表面

这种组合策略不仅为传感器提供了前所未有的灵敏度,而且使其能够抵抗蛋白质污染

虽然以前没有已知的方法来使用这种纳米结构和纳米多孔基底可靠地制造电极,但该团队报告了一种产生这种材料的简单方法

该机制基于在氯化钠和能够在溶液中形成胶束的表面活性剂的存在下,对平坦的金表面施加电脉冲

这些电脉冲驱动优先反应,从表面蚀刻和再沉积金,进而生长纳米结构并形成纳米孔

使用胶束形式的表面活性剂对这一策略的成功是必不可少的,因为它防止被蚀刻的材料在工艺过程中熔化掉,因此它可以被再沉积

这些纳米结构的形成产生了大的表面积,这有利于增加分析的灵敏度,而纳米孔基底的形成对于防止来自生物样品的污染是理想的

纳米结构和纳米孔的综合优势是该策略成功的关键,该策略可用于临床血浆样品的直接分析

研究人员通过构建一种用于检测前列腺癌的生物传感器,进一步展示了这种新技术

该电极足够灵敏,仅用少量血浆或尿液样本就能区分一组前列腺癌患者和健康捐赠者

没有使用稀释或预处理步骤,这意味着该技术可以很容易地用于癌症的护理点诊断

Cho教授表示“我们相信这项技术对于未来护理点设备和生物样本诊断测试的发展至关重要

以稳健的性能检测低浓度相关生物标志物的能力打开了癌症、病原体和其他疾病诊断领域的可能性之门

" 这项研究的发现发表在2022年5月17日的《高级材料》杂志上,相关的插图被选作本期的卷首

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