Przełom w biosensorach : można bez znaczników wykryć pojedynczą cząsteczkę markera nowotworowego

Przełom w biosensorach : można bez znaczników wykryć pojedynczą cząsteczkę markera nowotwor

Naukowcy Polytechnic Institute of New York University ustanowili nowy rekord w dziedzinie rozdzielczości detektorów. Już rok temu dzięki zastosowaniu nowatorskiej technologii donosili o wykrywaniu pojedynczych małych wirusów. Dziś naukowcy są w stanie zidentyfikować najmniejszy znany marker nowotworowy.

Osiągnięcie pobiło poprzedni rekord, wyznaczając nowy standard. Technologia po wdrożeniu znacząco podniesie jakość i skuteczność wczesnej diagnostyki chorób. W przeciwieństwie do obecnie stosowanych technik, nie ma potrzeby stosowania znaczników mogących wpływać na wynik.

W 2012 roku prof. Stephen Arnold wraz ze swoim zespołem opracował metodę wykrywania MS2, najmniejszego znanego wirusa RNA o masie 6 attogramów. Po udoskonaleniu techniki udało się wykryć marker nowotworowy tyreoglobulinę (masa 1 attograma) i cząsteczkę surowiczej albuminy wołowej BSA, o masie jedynie 0,11 at (66 kDa). Jak sugeruje profesor Arnold, technologia jest rozwojowa i kolejnym celem jest uzyskanie czułości wobec cząsteczki o masie mniejszej niż 0,01 attograma.

Nowatorskie urządzenie zostało zbudowane przez  Polytechnic Institute NYU i Fordham University. Rekord z 2012 roku został osiągnięty dzięki zastosowaniu plazmonicznych nano-cząsteczek złota, które wzmocniły pole elektryczne. Dzięki temu mogą być wykryte nawet najmniejsze przesunięcia częstotliwości rezonansowej. Celem projektu było stworzenie medycznego urządzenia diagnostycznego, zdolnego do identyfikacji pojedynczej cząsteczki wirusa w warunkach POCT (badania przyłóżkowego pacjenta).

W trakcie prac ostateczny cel został zmieniony z wirusa na znacznie mniejszą cząsteczkę białkową, taką jak przeciwciało czy antygen. Prof. Arnold wyjaśnia, że zdolność do wykrycia takiej pojedynczej cząsteczki tworzy najdokładniejszy z możliwych test diagnostyczny.

Odkrycie ogromnych możliwości techniki było zaskoczeniem dla badaczy. Badanie złotej nanocząsteczki transmisyjnym mikroskopem elektronowym wykryło, że powierzchnia złotej powłoki była pokryta guzkami o rozmiarach cząsteczek białkowych. Stephen Holler, adiunkt z Fordham University wykonał symulacje i mapowanie komputerowe. Wykazały one, że guzki na powierzchni nanocząsteczek generują reaktywne pole rozciągające się na kilka nanometrów. Oznaczało to, że zdolności sensoryczne znacznie przekraczają pierwotne założenia.

Zasadza działania techniki opiera się na detekcji optycznej. Laser wysyła światło przez włókno szklane do detektora. Kiedy mikrosfery są umieszczone na włóknie, generują odbicie fali odbieranej przez detektor.  Kiedy cząsteczka markera przylega do złotej nanocząsteczki przyczepionej do mikrosfery, zmienia się częstotliwość rezonansowa wykrywana przez detektor (graficzne przedstawienie poniżej).

 

 

Osiągnięcie nie tylko przyczyni się do ulepszenia diagnostyki medycznej, ale też przyda się w badaniach. Dzięki możliwości detekcji sygnału w czasie rzeczywistym, jednym z postulowanych zastosowań jest wykrycie i śledzenie pojedynczego markera chorobowego. Może to przynieść nowy wgląd na to, jak białka tego typu wiążą się z przeciwciałami.

Komentarze

Nikt nie dodał jeszcze komentarza - bądź pierwszy!
Piszesz jako
Gość
captcha
Przepisz proszę tekst z obrazka powyżej

Film na dziś

Kwartalnik_lg
Współpracujemy z: grey_thumb_PKI_FTBlogo_Color_Lrg300dpi grey_thumb_bez_tytu_u1 grey_thumb_inlab111 grey_thumb_20130107_C4252_PHOTO_EN_22303 grey_thumb_logo-eppendorf grey_thumb_logo_i4b grey_thumb_Aqua-Lab-logo grey_thumb_biovirtus