Motorlu sensörler erken evre hastalık teşhisini iyileştirmeyi ve hızlandırmayı hedefliyor.
Kanser gibi ölümcül hastalıkları erkenden yakalamak, hastanın hayatta kalma olasılıklarını iyileştirmenin anahtarıdır. Bununla birlikte, hastalıkların başlangıç aşamalarında teşhis edilmesi çok daha zordur çünkü insanlar genellikle henüz semptom geliştirmemişlerdir ve vücutlarında yalnızca eser miktarlar bulunabilir.
Cockrell Mühendislik Okulu’ndaki araştırmacılar; süreç içinde hastalıkları daha erken yakalamayı kolaylaştırmak, hastaların bakış açılarını iyileştirmek ve tıbbi sistemdeki yükün bir kısmını almak istiyor. Araştırmacılar; yüksek hassasiyet seviyelerini korurken, erken hastalık teşhisi için eser miktarda biyobelirteç tespitini hızlandırmak için bir nanosensör kullanarak bir yaklaşım geliştirdiler.
Araştırmayı yürüten Walker Makine Mühendisliği Bölümü’nde doçent olan Donglei (Emma) Fan, “Hastalıkları erken ve doğru bir şekilde tespit etmek son derece önemlidir ve bunu yapmak için çok düşük biyobelirteç konsantrasyonları bulabilmeniz gerekir.” dedi. “Ve insanlar sonuçlarını hızlı bir şekilde öğrenmek istiyorlar ve saatlerce veya günlerce beklemek zorunda kalmıyorlar.”
Fan, yaklaşımının, insanların evde veya işte yapabilecekleri hızlı hastalık testlerine yardımcı olabileceğini ve onları gereksiz yere doktor muayenehanelerinden ve hastanelerinden uzak tutabileceğini düşünüyor. Hastane ortamında testleri hızlandırmak, tıbbi personelin günler yerine saatler içinde büyük miktarda teşhis koymasını sağlar.
Fan, “Herkes bir dereceye kadar kendi hemşiresi olabilir ve o zaman herhangi bir sorun varsa bir doktorla konuşabilirler.” dedi.
Süper küçük sensörler, hastalık teşhisi için önemlidir; ancak sorunlarla karşılaşırlar. Sensör ne kadar küçükse küçük moleküllere o kadar duyarlıdır. Ancak duyarlılığın değiş tokuşu daha yavaş bir geri dönüş süresidir. Sensörün moleküllerle bağlantı kurması ve tanımlaması ne kadar uzun sürerse, kontaminasyon( bulaşma) riski o kadar yüksek olur ve potansiyel olarak testin doğruluğunu azaltır.
Fan’ın algılama yaklaşımı, zorlu yavaş algılama sorununu ultra küçük, oldukça hassas bir şekilde çözmeyi amaçlamaktadır. Bu yaklaşım, bir testin hızını, yaygın algılama tekniklerine kıyasla dört kat artırır. Fan’ın tekniği, bir tespiti bir veya birkaç saatten birkaç dakikaya indirebilir.
Ve bu yeniliğin anahtarı, sensörün motorize edilmesinden geliyor. Cihazı döndürerek hareket eklemek, sıvı numuneyi hareket ettirerek moleküllerin ve sensörlerin birbiriyle temas etmesini çok daha hızlı hale getirir.
Ekip, diğer araştırmacıların ve üreticilerin bilgileri, sensörlerini iyileştirmek için kullanması umuduyla metodolojilerini yayınlıyor. Fan; teknolojinin, DNA’yı bulmak için olay yeri adli tıp gibi şeyler de dahil olmak üzere, herhangi bir sensör türüne ve sıvı bir çözümdeki herhangi bir algılama molekülüne uygulanabileceğini söyledi.
Bu proje, Fan’ın mikro / nanomotor ve makinelerin araştırması, keşfi ve geliştirmesiyle uyumludur. İki yıl önce ekibi, ışık kontrollü elektrikli nanomotorlar için ilk kez bir yöntem geliştirdi.
Taraftar, ekibin yapacak daha çok işi olduğunu ve bir sonraki adımın kontrolü korurken motoru hızlandırmak olduğunu ve bu da testin geri dönüş süresini daha da azaltması gerektiğini belirtti.
Fan, “Gösterdiklerimiz sınır değil.” dedi. “Sensörü daha hızlı döndürürsek, daha da hızlı algılama elde edebiliriz.”
Çeviri: Simge KARA
Kaynak: Jianhe Guo et al, Acceleration of Biomolecule Enrichment and Detection with Rotationally Motorized Opto-Plasmonic Microsensors and the Working Mechanism, ACS Nano (2020). DOI: 10.1021/acsnano.0c05429 https://pubs.acs.org/journal/ancac3
Motorlu Sensörler/Motorlu Sensörler/Motorlu Sensörler/