Изследователи от Нюйоркския университет Тандон демонстрираха революционни постижения в областта на технологията на микрочипове, които в дългосрочен план могат да революционизират начините за откриване на цял набор от заболявания. Такова устройство може да спаси живота на милиони хора, като предостави възможност за откриване на цял спектър от опасности за здравето, без да се прибягва до огромен брой анализи, проверки и диагностика, пише NYU Tandon School of Engineering.
Водени от Дауд Шахрджерди и колегите му, екип от учени е разработил микрочипове, способни да откриват множество заболявания от една проба от въздух или кашлица, но същевременно мащабируеми за масово производство. Тези устройства използват транзистори с полеви ефекти (FETs) - миниатюрни електронни сензори, които преобразуват биологичните маркери в измерими цифрови сигнали. За разлика от конвенционалните химични диагностични тестове, базираните на FET биосензори работят в реално време, позволявайки бързи резултати, без да се изискват химически етикети и продължителни лабораторни тестове.
Основната иновация е да се повиши точността и гъвкавостта на базираните на FET биосензори, според проучване, публикувано в списанието Nanoscale. Чрез използване на материали като нанопроводници и графен, тези сензори са постигнали точност на откриване на фемтомоларна концентрация, което е еквивалентно на откриване на една квадрилионна част от мол. Въпреки това, едновременното откриване на множество патогени или биомаркери остава постоянно предизвикателство, казват авторите. За да преодолеят това ограничение, изследователите използват термична сканираща сонда литография (tSPL), техника, която позволява прецизно химическо моделиране на повърхността на микрочиповете.
При наномащабна резолюция от 20 нанометра, tSPL позволява индивидуалните транзистори да бъдат настроени за откриване на специфични биомаркери, улеснявайки паралелното откриване на множество заболявания на един чип. Elisa Riedo, призната за приноса си в развитието на tSPL технологията, подчерта нейното практическо значение, заявявайки, че "tSPL, която се превърна в търговска достъпна литографска технология, е ключова за функционализиране на всеки FET с различни биорецептори за постигане на мултиплексиране". Лабораторните тестове демонстрираха способността на технологията да открива шипове протеини на SARS-CoV-2 в концентрация до 3 атомоларни единици и да открива само 10 живи вирусни частици на милилитър. Системата също така ефективно разграничава подобни патогени като SARS-CoV-2 и грип А, подчертавайки нейната висока чувствителност и специфичност за изучаване и идентифициране на точното заболяване.
Изследването на учените е подкрепено от биотехнологичната компания Mirimus и международната строителна компания LendLease. И двете компании вече се стремят да приложат тази технология на практика. Mirimus работи върху интегрирането на микрочипове в носими здравни монитори, а LendLease планира да инсталира такива устройства в сгради, за да открива незабавно биологични заплахи във въздуха. Прем Премсрирут, президент и главен изпълнителен директор на Mirimus, казва: „Изследователите от NYU Tandon вършат работа, която ще играе важна роля в бъдещето на откриването на болести“, подчертавайки важността на партньорствата между академичните среди и индустрията в медицинските иновации, насочени към защита на хората и предотвратяване на заболявания огнища.
Тези постижения идват във време на нарастващо търсене на преносими, лесни за използване диагностични инструменти. Способността за бързо и точно откриване на заболявания извън традиционните медицински институции - у дома, в болници или на обществени места - може значително да подобри наблюдението на заболяванията и мерките за обществено здраве, смятат авторите.
Превод: GlasNews.bg / Снимка: unsplash.com
