Ultimate magazine theme for WordPress.

نانو الماس های کوانتومی ممکن است به تشخیص بیماری زودتر کمک کند

0

نانو الماس های کوانتومی ممکن است به تشخیص بیماری زودتر کمک کند

 

نانو الماس های کوانتومی ممکن است به تشخیص بیماری زودتر کمک کند
برداشت یک هنرمند از نانو الماسها برای تشخیص آزمایشگاهی استفاده می شود. اعتبار: Ella Maru Studio / UCL

نانو الماس های کوانتومی ممکن است به تشخیص بیماری زودتر کمک کند بر اساس مطالعه ای که توسط محققان UCL در I- انجام شده است ، می توان از توانایی های سنجش کوانتومی نانوماسها برای بهبود حساسیت آزمایش های تشخیصی مبتنی بر کاغذ استفاده کرد ، به طور بالقوه امکان تشخیص زودتر بیماری هایی مانند HIV را فراهم می کند. احساس گروه مک کندری.

تستهای جریان جانبی مبتنی بر کاغذ به همان روش عمل می کنند تست بارداری به این صورت که یک نوار کاغذ در یک نمونه مایع خیس می شود و تغییر رنگ – یا سیگنال فلورسنت – نشان دهنده یک نتیجه مثبت و تشخیص پروتئین های ویروس یا DNA است. آنها به طور گسترده ای برای تشخیص ویروس های مختلف از HIV تا SARS-CoV-2 استفاده می شوند (آزمایشات جریان جانبی Covid-19 در حال حاضر به طور آزمایشی در سراسر انگلیس انجام می شود) و می توانند یک تشخیص سریع را ارائه دهند ، زیرا نتایج لازم نیست در آزمایشگاه پردازش شود .

دانشکده ها : تحقیق جدید ، منتشر شده در Nature نشان داد که از نانوماسهای ارزان قیمت می توان برای وجود یک مارکر بیماری HIV با حساسیت هزاران برابر بیشتر از نانوذرات طلا که به طور گسترده استفاده می شود ، استفاده کرد. در این آزمایشات.

این حساسیت بیشتر باعث می شود که بارهای ویروسی کمتری شناسایی شود ، به این معنی که آزمایش می تواند سطح کمتری از بیماری را تشخیص دهد یا بیماری را در مراحل اولیه تشخیص دهد ، که برای کاهش خطر انتقال افراد آلوده و درمان موثر بیماری هایی از این دست بسیار مهم است به عنوان HIV

تیم تحقیقاتی در حال کار بر روی انطباق فناوری جدید برای آزمایش COVID-19 و سایر بیماری ها طی ماه های آینده است. گام بعدی اصلی ، ایجاد یک دستگاه دستی است که بتواند نتایج را “بخواند” ، همانطور که این روش با استفاده از میکروسکوپ در آزمایشگاه نشان داده شد. مطالعات ارزیابی بالینی دیگری نیز برنامه ریزی شده است.

پروفسور راشل مک کندری ، استاد ارشد نانوتکنولوژی پزشکی در UCL و مدیر i-sense EPSRC IRC ، گفت: “مطالعه اثبات مفهوم ما نشان می دهد که چگونه می توان از فن آوری های کوانتومی برای تشخیص سطح فوقانی ویروس در بیمار استفاده کرد نمونه ، تشخیص بسیار زودتر را امکان پذیر می کند.

“ما در شناسایی HIV متمرکز شده ایم ، اما روش ما بسیار انعطاف پذیر است و می تواند به راحتی با بیماری های دیگر و انواع نشانگرهای زیستی سازگار شود. ما در حال کار بر روی انطباق رویکرد خود با COVID-19 هستیم. ما معتقدیم که این فن آوری جدید دگرگون کننده به نفع بیماران خواهد بود و از جمعیت در برابر بیماریهای عفونی محافظت می کند. “

محققان از خصوصیات کوانتومی نانوماسهای ساخته شده با نقص دقیق استفاده کردند. این نقص در ساختار بسیار منظم یک الماس ، مرکزی را ایجاد می کند که مرکز خالی بودن نیتروژن (NV) نامیده می شود. مراکز NV کاربردهای بالقوه بسیاری دارند ، از مارک زیستی فلورسنت برای استفاده در تصویربرداری بسیار حساس گرفته تا کیوبیت های پردازش اطلاعات در محاسبات کوانتومی.

مراکز NV می توانند با انتشار یک نور شدید فلورسنت وجود آنتی ژن یا مولکول هدف دیگر را نشان دهند. در گذشته ، مارکرهای فلورسنت توسط فلورسانس پس زمینه ، یا از نمونه یا نوار آزمایش ، محدود شده اند ، و این مسئله باعث می شود که تشخیص غلظت کم پروتئین های ویروس یا DNA که نشان دهنده آزمایش مثبت است ، دشوارتر باشد. با این حال ، خواص کوانتومی نانوماسهای فلورسنت اجازه می دهد انتشار آنها به طور انتخابی تعدیل شود ، به این معنی که سیگنال را می توان با استفاده از یک میدان مایکروویو در یک فرکانس تنظیم شده ثابت کرد و می توان به طور موثری از فلورسانس پس زمینه جدا کرد ، و این محدودیت را برطرف می کند.

نتایج نوری در مقایسه با نانوذرات طلا تا ۵ مرتبه (۱۰۰۰۰۰ برابر) بهبود حساسیت را نشان می دهد (یعنی تولید یک سیگنال قابل تشخیص به تعداد بسیار کمتری از نانوذرات نیاز است). با گنجاندن یک مرحله کوتاه ۱۰ دقیقه ای تقویت دمای ثابت ، که در آن نسخه های RNA چند برابر شد ، محققان توانستند RNA HIV را در سطح یک مولکول واحد در یک نمونه مدل تشخیص دهند.

این کار در یک محیط آزمایشگاهی به اثبات رسیده است اما تیم امیدوار است که بتواند آزمایشات را انجام دهد تا نتایج با یک تلفن هوشمند یا فلورسانس قابل حمل خوانده شود. این بدان معناست که آزمون در آینده می تواند در تنظیمات کم منبع انجام شود و این امر باعث می شود کاربران در دسترس باشند.

نویسنده اول دکتر بن میلر (همکار تحقیق فوق دکترا i-sense در مرکز فناوری نانو در لندن در UCL) گفت: “تست های جریان جانبی مبتنی بر کاغذ با نانوذرات طلا نیازی به تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی ندارند ، به همین دلیل آنها را به ویژه در منابع کم مفید می کند. تنظیمات و محدودیت دسترسی به خدمات بهداشتی. کم هزینه ، قابل حمل و کاربرپسند هستند.

“با این حال ، این آزمایشات در حال حاضر حساسیتی برای تشخیص سطح بسیار کم نشانگرهای زیستی ندارند. با جایگزینی کلاس نانوذرات طلا با نانو الماسهای فلورسنت در این طرح جدید ، و با تعدیل انتخابی تابش نور (از قبل روشن) آنها ، ما توانسته ایم سیگنال آنها را از فلورسانس پس زمینه ناخواسته نوار آزمون جدا کنیم ، بطور چشمگیری حساسیت را بهبود می بخشد. “

پروفسور جان مورتون ، مدیر انستیتوی علوم و فناوری کوانتوم UCL (UCLQ) ، گفت: “این همکاری بین رشته ای بین UCLQ و تیم i-sense در LCN تصویری خارق العاده از نحوه کار بنیادی در سیستم های کوانتومی است. ، مانند مرکز NV در الماس ، می تواند از آزمایشگاه تکامل یافته و نقشی اساسی در کاربردهای واقعی در سنجش و تشخیص داشته باشد. محققان در UCLQ با همکاری با صنعت و سایر دانشگاه ها در حال بررسی و امکان تأثیر این و سایر فناوری های کوانتومی هستند. گروههای تحقیقاتی “

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.