Новый датчик позволит непрерывно следить за основными показателями здоровья

Биосенсоры измеряют концентрацию молекул в биологических образцах для применения в медицине, экологии и промышленности. В идеале они должны предоставлять собой непрерывные данные в реальном времени. Однако постоянный мониторинг малых молекул при низких концентрациях проблематичен. Исследователи из Технического университета Эйндховена разработали инновационный подход к проблеме, используя молекулярных двойников. Это может оказаться решающим в будущих биосенсорах для мониторинга здоровья и раннего выявления болезней. Результаты публикует журнал ACS Sensors.

Исследователи из отделов биомедицинской инженерии и прикладной физики Технического университета Эйндховена придумали новый подход к обнаружению представляющих интерес молекул с малой массой. Именно они используются для мониторинга общего физического состояния человека.

Джунхонг Ян, Менно Принс и его коллеги демонстрируют новый подход, который может непрерывно измерять концентрацию представляющих интерес молекул с малой массой в образцах на основе анализа биочувствительности по подвижности частиц (biosensing by particle mobility, BPM).

Существующие биосенсоры обычно дают один результат измерения для одного биологического образца. Образец может представлять собой кровь, пот, мочу или слюну, а результатом может быть уровень белка, гормона, лекарства или вируса в образце.

Однако было бы лучше, если бы датчики давали непрерывный поток данных, что это позволило бы человеку отслеживать, как заболевание развивается с течением времени.

Каждый биосенсор состоит из трех основных частей:

  • молекулярного компонента с биорецептором, который может связываться с интересующей молекулой,
  • принципа преобразования, который преобразует молекулярное распознавание в обнаруживаемый сигнал,
  • системы обнаружения, которая записывает сигнал и представляет ответ в виде числовой, графической, звуковой или световой индикации, удобной для интерпретации пользователем.

«В этой работе мы сосредоточились на первой части — разработке молекулярного принципа для непрерывного измерения интересующих молекул с низкой молекулярной массой и низкой концентрацией», — объясняет один из авторов разработки.

Сенсор, разработанный Яном, Принсом и командой, адаптировал использование молекулярных двойников или поддельных версий интересующих молекул.

Eindhoven University of Technology

Как эти похожие молекулы помогают обнаруживать настоящие молекулы? Поверхность датчика покрыта антителами, которые могут связываться с интересующими молекулами. Когда в тестовой жидкости нет молекул, похожие молекулы могут свободно связываться с антителами. Однако, когда представляющие интерес молекулы найдены, они могут связываться с антителами. В результате двойники освобождаются от «работы».

Работа сенсорной платформы довольно проста и, надо сказать, гениальна. Все события молекулярного связывания должны быть обратимыми. Это включает связывание между антителами и двойниками, а также связывание между антителами и интересующими молекулами в растворе.

Происходят повторяющиеся события связывания и развязывания с участием похожих молекул или интересующих молекул в жидкости, и эти события можно легко измерить с помощью оптической микроскопии, записав состояние микрочастицы.

Читать также

На 3 день болезни большинство больных COVID-19 теряют обоняние и часто страдают насморком

Посмотрите на самые близкие снимки поверхности Солнца

Ледник «Судного дня» оказался опаснее, чем думали ученые. Рассказываем главное

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Хокинг предсказал гибель Земли: оказалось, НАСА сочло угрозу реальной
Наука
Создатель Ethereum признал свои ошибки и решил изменить криптовалюту
Новости
«Ред ОС 8» заработала на Arm-платформах — теперь и на «Байкале»
Новости
Компания Цукерберга использовала уязвимость подростков для рекламы
Новости
Старая модель не работает: ученые ищут новые объяснения устройства Вселенной
Космос
Пыльцевая буря накрыла центр России: что это и как защититься аллергикам
Наука
3400-летние артефакты загадочного племени нашли на вершине потухшего вулкана в Венгрии
Наука
На 3D-принтере напечатали электрод, который работает эффективнее ЭЭГ
Наука
Древесная стружка и ветки: открыт необычный способ мумификации с удивительной эффективностью
Наука
Физики MIT наблюдали квантовые взаимодействия между атомами
Наука
В Перми предложили способ очистки побережья от последствий разлива нефти
Наука
«Уэбб» заглянул сквозь дымку, окутывающую популярные и загадочные экзопланеты
Космос
Хирурги впервые удалили опухоль позвоночника через глазницу
Наука
Не только в небе: птерозавры ходили бок о бок с динозаврами, выяснили ученые
Наука
Синтезирована молекула, «которая может заменить кремний в микроэлектронике»
Наука
Меньше вспышек, больше бурь: ученые рассказали об активности Солнца в первые месяцы года
Космос
Находка на Кавказе опровергает теории о примитивности неандертальцев
Наука
Астрономы раскрыли тайну магнитаров: эти звезды заполняют Вселенную золотом
Космос
Антидот от 13 ядовитых змей получили из крови донора, которого укусили 856 раз
Наука
Телескоп «Чандра» наблюдал причину «перелома кости» в центре Млечного Пути
Космос