Biyomedikal araştırmalarda uzun süredir devam eden bir engeli aşmak için Illinois Üniversitesi Urbana-Champaign araştırmacıları yeni bir nano ölçekli sensör geliştirdi.
Bu yenilikçi teknoloji, mevcut teknolojilerden 1000 kat daha küçük alanları izleyebilir, özellikle gözlemlemeyi geliştirebilir. beyin en küçük seviyede kimya.
Basın bültenine göre bu sensör, sistemdeki anlık değişiklikleri tespit etme potansiyeline sahip. kimyasal bileşim saniyenin altındaki çözünürlükte canlı doku.
Silikon bazlı biyosensör
Silikon teknolojisine dayanır ve mikroelektronik üretim süreçlerini uygular.
Bu küçük sensör, çok hedefli doku parçalarından kimyasal içeriği saniyeden çok daha kısa bir sürede yaklaşık yüzde 100 verimlilikle yakalayabiliyor. Bu özellik, ilacın vücuttaki dağılımını doğru bir şekilde izlemek için kritik öneme sahiptir.
Bu cihaz mikrodiyaliz tekniğini temel alır ve biyolojik dokuya yerleştirilen dar membranlı bir prob kullanır.
Bu karmaşık süreçte kimyasallar zarı geçerek detaylı analiz için sistematik olarak pompalanan bir sıvıya giriyor.
Tekniğin doğrudan dokudan numune alma yeteneği, özellikle sinir bilimi, farmakoloji ve dermatoloji alanlarını etkileyen önemli bir atılım olarak yankı buldu.
Nanodiyaliz süreci
“Nanodiyaliz cihazımızla, yerleşik bir tekniği alıp onu yeni bir uç noktaya taşıyarak, daha önce imkansız olan biyomedikal araştırma problemlerini artık oldukça uygulanabilir hale getiriyoruz. Üstelik cihazlarımız mikroelektronik imalat teknikleri kullanılarak silikondan yapıldığından, büyük ölçeklerde üretilebilir ve kullanılabilirler,” dedi elektrik ve bilgisayar mühendisliği profesörü ve araştırmanın eşbaşkanı Yurii Vlasov.
Açıklamada vurgulandığı gibi nanodiyalizdeki en önemli yenilik, cihaza pompalanan sıvının son derece yavaş akış hızında yatmaktadır.
Tipik mikrodiyalizden 1000 kat daha yavaş kalibre edilen akış hızındaki bu kasıtlı azalma son derece önemlidir. Sıvı akışının kasıtlı olarak yavaşlatılması, cihazın geleneksel tekniklerin başarabileceğinden 1000 kat daha küçük bir alandan dokunun kimyasal bileşimini yakalamasını sağlıyor.
Ölçekteki önemli azalmaya rağmen cihaz, test edilen dokunun hassas kimyasal yapısını yüzde 100 gibi şaşırtıcı bir verimlilikle yakalayıp analiz ediyor.
Vlasov, “Akış hızını büyük ölçüde azaltarak, probun içine yayılan kimyasalların doku dışındaki konsantrasyonlarla eşleşmesini sağlıyor” diye açıkladı.
“Su akan bir boruya boya eklediğinizi hayal edin. Akış çok hızlıysa, boya tespit edilmesi zor olan konsantrasyonlara kadar seyreltilir. Seyrelmeyi önlemek için suyu neredeyse tamamen kısmanız gerekiyor” diye ekledi Vlasov.
Cihaz yapımı
Cam problar ve polimer membranlar kullanılarak üretilen standart mikrodiyaliz cihazları, küçülmeye karşı önemli bir engel oluşturur.
Cam ve polimerlerin kendine özgü nitelikleri nedeniyle, yapısal bütünlüğü ve performansı korurken bu cihazların boyutunu küçültmek zorlayıcıdır.
Araştırmacılar bu sınırlamanın üstesinden gelmek ve nanodiyaliz için uygun cihazlar oluşturmak için farklı bir yaklaşımı tercih ettiler. Silikon yüzeylerde küçük ve karmaşık şekiller oluşturma konusunda uzmanlaşmış, elektrik çipi üretimi için oluşturulmuş süreçlere güvendiler.
Vlasov, “Silikon teknolojisi bizi küçültmenin yanı sıra cihazları daha ucuz hale getiriyor” dedi.
Vlasov, “Nanoaygıtlarımızı silikon üzerine inşa etmek için bir imalat süreci geliştirmek için zaman ve çaba harcayarak, bunları endüstriyel ölçeklerde inanılmaz derecede düşük bir maliyetle üretmek artık çok kolay” dedi. basın bülteni.
Bulgular dergide bildirildi ACS Nano.
Kaynak bağlantısı