[ad_1]

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

مفهوم هنرمند از نانوماسها برای تشخیص آزمایشگاهی استفاده می شود. اعتبار: Ella Maru Studio / UCL

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 جانبی مبتنی بر کاغذ به همان روش آزمایش بارداری کار می کنند ، زیرا 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 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 سازگار کند. گام بعدی اصلی ، ایجاد یک 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 خواهد بود. 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 کاملاً صحیح الماس ، به اصطلاح مرکز تعطیلات نیتروژن (NV) ایجاد می کند. مراکز NV کاربردهای بالقوه بسیاری دارند ، از نشان های زیستی فلورسنت برای استفاده در تصاویر بسیار حساس گرفته تا پردازش اطلاعاتی که در محاسبات کوانتومی کوانتیزه می شوند.

مراکز NV می توانند با انتشار نور مهتابی فلورسنت وجود آنتی ژن یا مولکول هدف دیگر را نشان دهند. در گذشته ، مارکرهای فلورسنت توسط فلورسانس پس زمینه توسط هر دو نمونه و نوار آزمایش 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 ، خواص کوانتومی نانومیدان های 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 با در نظر گرفتن این محدودیت به طور موثری از فلورسانس پس زمینه جدا کرد. .

نتایج نوری بهبود حساسیت نسبت به نانوذرات طلا را تا پنج مرتبه قدر (100000 برابر) نشان داد (یعنی تعداد بسیار کمی از ذرات نانو برای تولید سیگنال قابل تشخیص 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 می توان این آزمون را در تنظیمات کم منبع انجام داد ، و این باعث می شود کاربران در دسترس باشند.

نویسنده اول دکتر بن میلر (همکار فوق دکترا iCense در مرکز فناوری نانو در لندن در UCL) گفت: “آزمایش های جریان سیال مبتنی بر کاغذ با نانوذرات طلا نیازی به تجزیه و تحلیل آزمایشگاهی ندارند ، که به ویژه در شرایط کم منبع 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 حساسیتی برای شناسایی سطوح بسیار کم نشانگرهای زیستی ندارند. با جایگزینی نانوذرات طلا که معمولاً مورد استفاده قرار می گیرند ، 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 انستیتو علوم و فناوری کوانتوم UCL (UCLQ) ، همکار ، گفت: “این همکاری میان رشته ای بین UCLQ و تیم LCN i-sense نمایشی خارق العاده از چگونگی کار اساسی در سیستم های کوانتومی است ، مانند مرکز NV در الماس می تواند توسط آزمایشگاه ساخته شود و نقشی اساسی در کاربردهای واقعی در حسگرها و تشخیص ها بازی کند. ”


الماس بگیرید ، دما را اندازه بگیرید: دماسنج کوانتومی با استفاده از نانو الماس ها در کرم های کوچک C. elegans “تب” می کند


اطلاعات بیشتر:
بنیامین S. میلر و همكارانش حسگر زیستی نانودیمان را برای تشخیص حساسیت فوق العاده بهبود بخشیدند طبیعت (2020) DOI: 10.1038 / s41586-020-2917-1

تهیه شده توسط دانشگاه کالج لندن

نقل قول: نانو الماس های کوانتومی می توانند در تشخیص بیماری ها زودتر (2020 ، 25 نوامبر) ، استخراج شده در 25 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-quantum-nanodiamonds-disease- زودتر. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir