Cip baru menggunakan siri tindak balas kimia tertentu bersama-sama dengan interferometri plasmonik, satu cara untuk mengesan tandatangan kimia sebatian menggunakan cahaya. Peranti ini cukup sensitif untuk mengesan perbezaan kepekatan glukosa bersamaan dengan beberapa ribu molekul dalam jumlah sampel.
"Kami telah menunjukkan sensitiviti yang diperlukan untuk mengukur kepekatan glukosa yang tipikal dalam air liur, yang biasanya seratus kali lebih rendah daripada darah, " jelas pengarah penyelidikan, Domenico Pacifici, penolong profesor kejuruteraan di Brown University. "Sekarang kita dapat melakukannya dengan kekhususan yang sangat tinggi, yang bermakna kita boleh membezakan glukosa dari komponen latar belakang air liur, " tambahnya.
Biochip terdiri daripada sekeping kuartza persegi yang dilapisi dengan lapisan perak nipis. Diukir dalam perak nanoscale beribu-ribu interferometers, slit kecil dengan slot pada setiap sisi 200 nanometer lebar. Celah itu adalah 100 nanometer lebar, kira-kira 1, 000 kali lebih kurus daripada rambut manusia.
Apabila cahaya bersinar pada cip, slot menyebabkan gelombang elektron bebas dalam perak, polariton plasmon permukaan, yang merebak ke dalam slot. Gelombang ini mengganggu cahaya melalui alur dan pengesan yang sensitif mengukur corak gangguan yang dihasilkan oleh alur dan alur.
Dengan cara ini, apabila cecair didepositkan pada cip, cahaya dan permukaan plasmon gelombang menyebarkan melalui cecair yang mengganggu satu sama lain, mengubah corak gangguan yang dikumpulkan oleh pengesan, bergantung kepada komposisi kimia cecair
Dengan menyesuaikan jarak antara alur dan pusat celah, interferometers boleh ditentukur untuk mengesan tanda tangan sebatian atau molekul tertentu, dengan kepekaan tinggi dalam jumlah sampel yang sangat kecil.
Sudah dalam artikel yang diterbitkan pada tahun 2012, pasukan Brown menunjukkan bahawa interferometers dalam biochip dapat mengesan glukosa dalam air. Walau bagaimanapun, pengesanan selektif glukosa dalam penyelesaian yang rumit seperti air liur manusia adalah isu lain.
"Air liur kira-kira 99 peratus air, jadi 1 peratus adalah yang membebankan masalah, " kata Pacifici. "Terdapat enzim, garam dan komponen lain yang boleh menjejaskan tindak balas sensor., kami telah menyelesaikan masalah kekhususan skim pengesanan kami ". Pakar-pakar ini melakukannya menggunakan kimia pewarna untuk membuat penanda yang boleh dikesan untuk glukosa.
Penyelidik menambah saluran mikrofluidik ke cip untuk memperkenalkan dua enzim yang bertindak balas dengan glukosa dengan cara yang sangat khusus. Enzim pertama, glukosa oksidase, bertindak balas dengan glukosa untuk membentuk molekul hidrogen peroksida yang bertindak balas dengan enzim kedua, peroksidase lobak, untuk menghasilkan molekul yang disebut resorufin, yang dapat menyerap dan memancarkan cahaya merah, mewarna penyelesaian.
Kemudian, saintis dapat meniru interferometer untuk mencari molekul resorufin merah. "Reaksi berlaku dalam satu-satu-satu cara: molekul glukosa menjana molekul resorufin - kata Pacifici. - Jadi kita dapat mengira bilangan molekul resorufin dalam penyelesaian dan menyimpulkan bilangan molekul glukosa yang pada mulanya terdapat dalam penyelesaian. "
Pasukan ini menguji kombinasi kimia pewarna dan interferometri plasmonik dengan mencari glukosa dalam air liur buatan, campuran air, garam dan enzim yang menyerupai manusia sebenar. Oleh itu, mereka mendapati bahawa mereka dapat mengesan resorufin dalam masa nyata dengan ketepatan dan kekhususan yang besar dan berjaya mengesan perubahan dalam kepekatan glukosa sebanyak 0.1 micromoles per liter, sepuluh kali kepekaan yang dapat dicapai oleh interferometers.
Langkah seterusnya dalam kerja, menurut Pacifici, adalah untuk memulakan ujian kaedah dalam air liur manusia sebenar. Pada akhirnya, para penyelidik berharap untuk membangunkan alat yang kecil dan autonomi yang dapat memberikan cara yang tidak invasif untuk mengamati kadar glukosa mereka. "Kami kini menentukurkan peranti ini untuk insulin, " laporan Pacifici Said, yang menambah bahawa ia juga boleh digunakan untuk mengesan racun di udara atau air atau di makmal untuk mengawal tindak balas kimia yang berlaku di kawasan sensor pada waktunya. sebenar.
Sumber: www.DiarioSalud.net
