نانو الماس های کوانتومی می توانند به تشخیص بیماری زودتر کمک کنند – ScienceDaily


براساس مطالعه ای که توسط محققان UCL در گروه i-sense McKendry انجام شده است ، می توان از حساسیت کوانتومی نانومیلاس 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.

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

مطالعه جدید ، منتشر شده در طبیعت، دریافت که از نانو الماس ارزان قیمت می توان برای وجود نشانه ای از بیماری HIV با حساسیت هزاران برابر بیشتر از نانوذرات طلا که به طور گسترده ای در این آزمایشات استفاده می شود ، استفاده کرد.

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

تیم تحقیقاتی در تلاش است تا فناوری جدید آزمایش COVID-19 و سایر بیماری ها را در ماه های آینده تطبیق دهد. گام مهم بعدی توسعه دستگاه دستی است که بتواند نتایج را “بخواند” ، زیرا این روش با استفاده از میکروسکوپ در آزمایشگاه نشان داده شده است. ارزیابی بالینی اضافی نیز پیش بینی شده است.

نویسنده ارشد ، پروفسور راشل مک کاندری ، استاد فناوری نانو پزشکی زیست پزشکی در UCL و مدیر i-sense EPSRC IRC ، گفت: “اثبات مفهوم ما نشان می دهد که چگونه می توان از فناوری کوانتومی برای تشخیص سطح ویروس بسیار پایین در یک نمونه بیمار استفاده کرد ، تشخیص خیلی زودتر

“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 تلاش هستیم تا رویکرد خود را به COVID-19 تطبیق دهیم. ما معتقدیم که این فن آوری جدید دگرگون کننده مفید است. برای بیماران و محافظت از جمعیت در برابر بیماریهای عفونی. “

محققان از خصوصیات کوانتومی نانومیدانهای تولید شده با نقص دقیق استفاده کرده اند. این نقص در ساختار بسیار صحیح الماس ، به اصطلاح مرکز تعطیلات ازت (NV) ایجاد می کند. مراکز NV کاربردهای بالقوه بسیاری دارند ، از مارک زیستی فلورسنت برای استفاده در تصاویر بسیار حساس گرفته تا پردازش اطلاعات کواتاتیک در محاسبات کوانتومی.

مراکز NV می توانند با انتشار نور مهتابی فلورسنت وجود آنتی ژن یا مولکول هدف دیگر را نشان دهند. در گذشته ، نشانگرهای فلورسنت توسط فلورسانس پس زمینه توسط هر دو نمونه و نوار تست محدود شده اند ، و این مسئله تشخیص غلظت های پایین پروتئین های ویروسی یا DNA را که آزمایش مثبتی را نشان می دهد دشوار می کند. با این حال ، خصوصیات کوانتومی نانوماسهای فلورسنت اجازه می دهد انتشار آنها به طور انتخابی مدوله شود ، این بدان معناست که می توان سیگنال را در یک فرکانس مشخص با استفاده از یک میدان مایکروویو 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 حداکثر پنج مرتبه (10000 برابر) بهبود حساسیت را نشان دادند (برای تولید سیگنال قابل تشخیص تعداد بسیار کمتری از نانوذرات مورد نیاز بود). با ترکیب یک مرحله کوتاه 10 دقیقه ای تقویت حالت پایدار که در آن نسخه های RNA تکثیر می شود ، محققان توانستند RNA HIV را در سطح یک مولکول در یک نمونه مدل تشخیص دهند.

این کار در یک آزمایشگاه به اثبات رسیده است ، اما تیم امیدوار است که آزمایشات را توسعه دهد تا بتوان نتایج را با تلفن هوشمند یا فلورسنت قابل حمل خواند. این بدان معناست که در آینده این آزمون را می توان در تنظیماتی با منابع کم انجام داد ، که این باعث می شود کاربران بیشتر در دسترس باشند.

نویسنده اول ، دکتر بن میلر (همکار فوق دکترا iCense در مرکز فناوری نانو در لندن در UCL) گفت: “تست های جانبی جریان کاغذی با نانوذرات طلا نیازی به تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی ندارند ، که به ویژه در شرایط کم منبع و در موارد دیگر مفید است. دسترسی به خدمات درمانی محدود است. ارزان ، قابل حمل و استفاده از آنها آسان است.

“با این حال ، این آزمایشات در حال حاضر حساسیت تشخیص سطح بسیار کمی نشانگرهای زیستی را ندارند. با جایگزینی نانوذرات طلا که معمولاً به کار می روند ، با نانو الماسهای فلورسنت در این طرح جدید و تعدیل انتخابی انتشار نور (درخشان) آنها ، ما قادر به جداسازی سیگنال آنها از پس زمینه ناخواسته فلورسانس نوار آزمون ، به شدت حساسیت را بهبود می بخشد. “

پروفسور جان مورتون ، مدیر م Instituteسسه علوم و فناوری کوانتوم UCL (UCLQ) ، همکار ، گفت: مرکز NV در الماس می تواند توسط آزمایشگاه توسعه یابد و نقشی اساسی در کاربردهای واقعی در حسگرها و تشخیص ها بازی کند. محققان UCLQ با همکاری با صنعت و سایر گروه های تحقیقاتی دانشگاهی تأثیر این و سایر فناوری های کوانتومی را کشف و فعال می کنند. “


منبع: unbox-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>