Smartphones , um Krankheiten in Echtzeit diagnostizieren
Ein Team aus den USA ist die Entwicklung einer Krankheit Diagnose-System auf Basis der Nanotechnologie , die nur verlangen, ein Smartphone und ein $ 20 Objektivaufsatz , um Ergebnisse zu lesen. Zwar gibt es noch einige Herausforderungen zu bewältigen , sind sie zuversichtlich, das Endergebnis wird ein kostengünstiges Diagnosetool, das auf dem Gebiet verwendet werden kann .
Das neue System ist die Schaffung von Jiming Bao , Assistant Professor für Elektrotechnik und Informatik , und Richard Willson , Professor für chemische und molekularbiologische Technik , an der University of Houston in Texas.
Die Fachzeitschrift ACS Photonics vor kurzem ein Papier, das sie und andere Kollegen über die Nanotechnologie Biosensorik Verfahren in den Mittelpunkt des Systems geschrieben veröffentlicht .
Der wesentliche Aufbau des Systems ist eine Biosensor- Vorrichtung gekoppelt mit einem einfachen Mikroskop, das die Ergebnisse ausgelesen werden . Nanotechnologie Funktionen in der Biosensorik Teil und dem Smartphone - mit einem erschwinglichen Objektiv erweitert - könnte das Mikroskop ein Teil zu sein, sagen die Forscher.
In ihrer Studie beschreiben sie , wie sie ein Hochdurchsatz- Biosensor- Technik, die optische Übertragung von Nanolöchern mit Silberfärbung verbindet.
Im Wesentlichen arbeitet das Gerät wie alle Diagnose-Tools - es das Ergebnis einer chemischen Reaktion zwischen einem Krankheitserreger und ein Molekül, das Anleihen eindeutig es erkennt .
Der Erreger kann ein Virus oder ein Bakterium ist und das Molekül kann ein KrankheitsbekämpfungAntikörper sein. Ein gutes Beispiel für ein Panzerschiff Diagnose ist die Reaktion, wenn eine Streptokokken -Bakterium mit einer einzigartigen Anti- Streptokokken- Antikörper reagiert auftritt. Das Diagnosesystem kann die Reaktion passieren und erfasst das Ergebnis in einer Weise, so kann er nicht mit einem anderen verwechselt werden dann .
Die Herausforderung besteht darin, ein System, das schnell arbeitet , leicht und kostengünstig zu entwickeln : sowohl auf der Seite der Biosensor so dass die Reaktionen und die Ergebnisse eindeutig zu passieren und auf die Interpretation Seite, so können sie betrachtet und analysiert werden.
Dünne Glasplättchen mit transparenten Nanolöchern , die mit Bakterien und Viren gefüllt werden kann
Für das Biosensor- Seite , das Team von Houston erstellt eine einfache Glasobjektträger und eine dünne Schicht aus Gold mit Tausenden von Nanolöchern in sie gestanzt. Das ist an sich war eine technologische Errungenschaft in mehreren Phasen , wie zum Beispiel mit Hilfe von Lasern , um " Interferenzstreifen " auf einem Teller mit einem Fotolack beschichtet schneiden , waschen , dann setzen Sie sie verdampft Gold.
Das Ergebnis ist ein Glasträger mit einer dünnen Schicht aus Gold mit geordneten Reihen und Spalten von transparenten Nanolöchern coved - jeweils von nur 600 Nanometer - das Licht durch sie hindurchgehen zu lassen. Um die in der Perspektive , der Ansicht, dass menschliches Haar misst etwa 60.000 Nanometer im Durchmesser .
Die Bühne wurde eingestellt, um die Erreger zu bekommen - Bakterien und Viren - , um die Nanolöcher zu füllen und damit die chemischen Reaktionen statt in die Löcher zu nehmen. Aber hier kam eine weitere Herausforderung . Wenn die Erreger mit Antikörpern (plus ein paar weiteren Zutaten ) in den Nanolöchern , um die erforderliche Diagnose- chemischen Reaktion umgesetzt , war die Bindung nicht genug zu blockieren, die Licht.
Wie Prof. Willson , erklärt :
" Die Sache, die an den Antikörper bindet wahrscheinlich nicht groß und grau genug, um dieses Loch zu verdunkeln , so muss man einen Weg finden, es irgendwie zu verdunkeln sich zu finden. "
Sie endlich dort ankamen , indem Antikörper tragen Enzyme, die Silberpartikel zu produzieren , wenn sie bestimmten Chemikalien ausgesetzt .
Mit dieser zweiten Runde der Antikörper nun auf alle Krankheitserreger in den Löchern befestigt , kann die gesamte Folie dann auf Chemikalien, die Silberproduktion zu fördern ausgesetzt werden. Der Schieber kann aus 15 Minuten später gespült werden , und dank des Gold, bleiben die Silberpartikel in ihren Löchern und blockieren das Licht.
Und dort haben Sie die erforderliche Diagnose haben : Sie eine Probe des Erregers auf der Folie platzieren Sie die Folie in eine Lösung von Antikörpern, die Sie wissen, reagieren eindeutig mit verschiedenen Krankheitserregern , die baden , dann haben Sie ein Licht leuchten durch die Löcher und wenn sie dich gesperrt zu einem positiven Ergebnis .
Smartphone mit Kamera, Blitz und angesetztem Objektiv wird ein Mikroskop
US -Forscher entwickeln eine Krankheit Diagnose-System auf Basis der Nanotechnologie mit einem Smartphone und einem $ 20 Objektivaufsatz .
Jetzt alles, was benötigt wird, ist ein Mikroskop, um an den Löchern schauen und sehen, welche durch lassen Sie sich nicht leicht. Prof. Willson sagt ein Grund Mikroskop in Grundschulen eingesetzt würden gut genug sein. Und mit ein paar kleinen Verbesserungen , gibt es keinen Grund, warum eine Smartphone -Kamera mit Blitz und ein extra Objektiv könnte den Job nicht machen .
"Einige der erweiterten Diagnosesysteme müssen $ 200.000 im Wert von Instrumenten , um die Ergebnisse zu lesen ", erklärt er , aber " mit diesem, können Sie $ 20 zu einem Telefon haben Sie bereits hinzufügen und fertig . "
Das Team erkennt es noch ein weiter Weg, bis sie beginnen können, rollen Sie das System aus . Zum Beispiel müssen sie immer noch einen Weg , um die Bakterien und Viren in der Probe auf der Oberfläche der Schlittenantrieb um ausreichend genaue Ergebnisse zu finden.
Aber sie haben die Hoffnung der Bewältigung dieser Herausforderungen und die Möglichkeit, Gesundheitsdienstleister auf dem Gebiet geben, eine tragbare , billig, genaue und schnelle Weg, um Krankheiten zu diagnostizieren.
Die Forscher geben ein praktisches Beispiel dafür, wie die Smartphone- System könnte in einem Arbeitsunfall zu helfen. Mit der nanohole Rutsche und Smartphone -System , wäre es möglich zu analysieren, bis zu 10 Verunreinigungen in einer Zeit und erhalten fast sofortigen Anzeigen , so dass Responder , die Gefahr sehr schnell zu beurteilen.
Ein weiterer Bereich, den sie ein solches System vorher als nützlich für die in armen Regionen , wo große Gruppen von Menschen könnte für die weit verbreiteten und schweren Krankheit untersucht werden , wie Diabetes . Wie Prof. Willson , erklärt :
" Es gibt eine Menge von Situationen, in denen eine kostengünstige Diagnose-Tool, einfach zu bedienen und einfach zu interpretieren könnte sehr nützlich sein. Wenn sowohl Ihre Verbrauchsmaterialien und Ihre Leser sind billig, dass es viel einfacher , um Ihr System in die reale erstrecken sich macht Welt. "
Die National Institutes of Health und der Welch Foundation geholfen, die Studie zu finanzieren.
Im September 2013, berichtet Medical News Today auf einer Studie, in der eine Smartphone- System wurde für die Diagnose von Augenkrankheiten entwickelt . Die einfach zu bedienende System erfasst hochwertige Fotos von Netzhaut und konnte die Vorteile der Telemedizin zu erschwinglichen Augenkliniken zu bringen.