Щоб виявити ряд захворювань, пацієнтам часто доводиться проходити тривалий процес, який починається з відвідування медичних закладів і завершується очікуванням результатів лабораторних досліджень. Проте нещодавно вчені розробили компактний апарат, здатний миттєво діагностувати хвороби.
Вчені з Нью-Йоркського університету Тандон представили інноваційні досягнення в сфері мікрочіпів, які можуть змінити підходи до діагностики багатьох захворювань. Цей новий пристрій має потенціал врятувати життя мільйонам, оскільки здатний виявляти широкий спектр загроз для здоров'я без необхідності проходити численні аналізи та обстеження, повідомляє NYU Tandon School of Engineering.
У Фокус.Технології запустили власний Telegram-канал! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найактуальніших і найцікавіших новин з області науки!
Під проводом Давуда Шахрджерді та його команди науковців було створено мікрочіпи, які можуть виявляти кілька захворювань за допомогою одного зразка повітря або кашлю, при цьому їх можна виготовляти у великих обсягах. Ці пристрої використовують польові транзистори (FET) — компактні електронні сенсори, які перетворюють біологічні маркери в цифрові сигнали, що підлягають вимірюванню. На відміну від традиційних хімічних діагностичних тестів, FET-біосенсори працюють в реальному часі, що дозволяє отримувати швидкі результати без потреби в хімічних мітках та тривалих лабораторних аналізах.
Основна інновація полягає в підвищенні точності та універсальності біосенсорів на основі FET, йдеться в дослідженні, опублікованому в журналі Nanoscale. Завдяки використанню таких матеріалів, як нанопроволока і графен, ці датчики досягли точності виявлення фемтомолярних концентрацій, що еквівалентно виявленню однієї квадрильйонної частки моля. Однак постійною проблемою залишалося одночасне виявлення кількох патогенів або біомаркерів, кажуть автори. Щоб подолати це обмеження, дослідники використовують термічну скануючу зондову літографію (tSPL) -- метод, що дає змогу наносити точний хімічний малюнок на поверхню мікрочипів.
За нанорозмірної роздільної здатності у 20 нанометрів tSPL дає змогу налаштовувати окремі транзистори для виявлення конкретних біомаркерів, полегшуючи паралельне виявлення кількох захворювань на одному чипі. Еліза Рієдо, визнана за внесок у розвиток технології tSPL, підкреслила її практичне значення, заявивши: "tSPL, що стала комерційно доступною літографічною технологією, є ключовою для функціоналізації кожного FET різними біорецепторами з метою досягнення мультиплексування". Лабораторні випробування продемонстрували здатність технології виявляти білки-шипи SARS-CoV-2 в концентрації до 3 аттомолярних одиниць і виявляти всього 10 живих вірусних частинок на мілілітр. Система також ефективно розрізняла подібні патогени, як-от SARS-CoV-2 та грип А, що підкреслює її високу чутливість і специфічність вивчення та визначення точної хвороби.
Дослідження, проведене науковцями, отримало підтримку від біотехнологічної компанії Mirimus та міжнародної будівельної фірми LendLease. Обидві організації активно прагнуть впровадити нову технологію у свою діяльність. Mirimus займається інтеграцією мікрочіпів в портативні монітори здоров'я, тоді як LendLease має намір використовувати ці пристрої в будівлях для оперативного виявлення біологічних загроз, які можуть передаватися повітрям. Прем Премсрірут, президент і генеральний директор Mirimus, підкреслив: "Дослідження, проведені в Нью-Йоркському університеті Тандона, мають потенціал суттєво змінити майбутнє виявлення захворювань". Він також акцентував увагу на важливості співпраці між науковими і промисловими секторами у розвитку медичних інновацій, які спрямовані на захист населення та запобігання спалахам хвороб.
Ці успіхи реалізуються на фоні зростаючої потреби в портативних та зручних у використанні діагностичних засобах. Здатність швидко та точно виявляти захворювання поза межами звичних медичних закладів — вдома, у лікарнях або в громадських місцях — може суттєво підвищити ефективність моніторингу захворювань та покращити заходи охорони здоров'я, на думку авторів.
Раніше Фокус писав про те, що дефіцит вітаміну D в космосі вирішать за допомогою грибів. Проблема дефіциту вітаміну D в космосі стоїть гостро, адже на кону здоров'я кісток і нервової системи космонавтів. На щастя, вчені на Землі вже займаються незвичайним вирішенням цієї проблеми.
Фокус також висвітлював новий штам коронавірусу, названий Пірола, та його загрози. Хоча пандемія Covid-19 вже давно залишилася в минулому, вірус, що продовжує мутувати, не зменшує свою активність, знову представляючи світу потенційно небезпечний варіант.
#Президент (державна посада) #Коронавірус #Лікарня #Космічний простір #Блешня (інструмент) #Нью-Йоркський університет #Спектр #Вірус #Хвороба #Повітря #Революція #Польовий транзистор #Збудник #Сенсор. #Кутова роздільна здатність #Цифровий сигнал #Крот (одиниця виміру) #Літографія #Графен #Вітамін D #Кашель.
