Postęp technologiczny w dziedzinie diagnostyki medycznej otwiera nowe możliwości wczesnego wykrywania chorób. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside stworzyli narzędzie oparte na nanoporach, które umożliwia wykrywanie sygnałów elektrycznych generowanych przez pojedyncze cząsteczki, takie jak DNA czy białka. To odkrycie może zrewolucjonizować diagnostykę, czyniąc ją szybszą, bardziej precyzyjną i dostępną.
Jak działa sensor oparty na nanoporach?
Sensor wykorzystuje mikroskopijny otwór, zwany nanoporą, przez który przechodzą pojedyncze cząsteczki. Wprowadzone do systemu próbki biologiczne zawierają jony soli, które przechodzą przez por, generując sygnał elektryczny. Gdy cząsteczka blokuje przepływ jonów, detektor mierzy spadek sygnału, co pozwala na jej identyfikację.
Obecnie potrzeba milionów cząsteczek, aby wykryć choroby. Pokazujemy, że możliwe jest uzyskanie użytecznych danych zaledwie z jednej cząsteczki
– mówi Kevin Freedman, adiunkt bioinżynierii na UCR. Taki poziom czułości może znacznąco wpłynąć na diagnostykę chorób.
Rewolucyjna filtracja sygnałów
Nanopory w tym narzędziu działają jednocześnie jako sensory i filtry, eliminując szumy pochodzące od innych cząsteczek. Tradycyjne sensory wymagają zewnętrznych filtrów, co może prowadzić do utraty cennych danych. Podejście Freedmana zachowuje integralność sygnałów, zwiększając dokładność diagnostyki.
Zastosowanie w diagnostyce chorób
Technologia ta może być przełomem w diagnostyce infekcji i chorób przewlekłych. Freedman przewiduje, że przenośne zestawy diagnostyczne oparte na nanoporach mogłyby wykrywać infekcje w ciągu 24-48 godzin, znacznie szybciej niż tradycyjne testy.
Nanopory oferują sposób na wykrycie infekcji wcześniej – zanim pojawią się objawy i zanim choroba się rozprzestrzeni
– dodaje Freedman.
Zastosowanie w badaniach białek i sekwencjonowaniu
Urządzenie może przyspieszyć badania nad białkami, które odgrywają kluczową rolę w funkcjonowaniu komórek. Dzięki zdolności rozróżniania subtelnych różnic w strukturach białek, narzędzie to umożliwia projektowanie bardziej spersonalizowanych terapii. Freedman podkreśla, że technologia ta przybliża naukowców do osiągnięcia sekwencjonowania pojedynczych cząsteczek białek, co może dostarczyć nowych informacji o zdrowiu człowieka.
Przyszłość technologii nanopor
Freedman i jego zespół otrzymali grant od National Human Genome Research Institute na rozwój sekwencjonowania pojedynczych białek. Technologia nanoporów może stać się standardowym narzędziem diagnostycznym, które znajdzie zastosowanie zarówno w badaniach naukowych, jak i w codziennej opiece zdrowotnej.
Jestem przekonany, że nanopory staną się częścią codziennego życia
– mówi Freedman. W miarę jak urządzenia te stają się bardziej przystępne cenowo, mogą być wykorzystywane w domach i klinikach do szybkiej diagnostyki.
Technologia nanopor otwiera nowe możliwości w diagnostyce i badaniach biomedycznych. Dzięki zdolności do analizy pojedynczych cząsteczek, może przyczynić się do wcześniejszego wykrywania chorób i bardziej spersonalizowanych terapii. Narzędzie to ma potencjał, aby zrewolucjonizować sposób, w jaki dbamy o zdrowie i prowadzimy badania biologiczne.
Źródło:
- tygodnikmedyczny.pl
