Разделы Партнеры Информация LinkXpress
Вход
Реклама на сайте
SIGMA ALDRICH CORP.

Инновационный нанодатчик поможет проводить диагностику заболеваний

Редакция HospiMedica - Россия
Опубликовано 26 Sep 2017
Print article
Устройство датчика: простая характеризация концентрации газа, выдыхаемого человеком, способствует диагностике болезни и физического состояния (фото любезно предоставлено Корейским институтом перспективных научных исследований и технологий).
Устройство датчика: простая характеризация концентрации газа, выдыхаемого человеком, способствует диагностике болезни и физического состояния (фото любезно предоставлено Корейским институтом перспективных научных исследований и технологий).
Выдыхаемый человеком газ содержит различные компоненты, в том числе водяной пар, водород, ацетон, толуол, аммиак, сероводород и монооксид углерода. Некоторые из них тесно связаны с такими заболеваниями, как астма, рак легких, сахарный диабет 1-го типа и галитоз.

Диагностические датчики, разработанные с использованием нанокатализаторов с инкапсулированными белками, способны диагностировать определенные заболевания, анализируя выдыхаемый воздух. Эта технология позволяет осуществлять раннее наблюдение за различными заболеваниями путем распознавания в выдохе человека паттернов биомаркерных газов, связанных с заболеваниями.

Ученые из Корейского института перспективных научных исследований и технологий (Korea Advanced Institute of Science and Technology; Тэджон, Республика Корея) создали хеморезистивные датчики дыхания с исключительно высокой чувствительностью и селективностью, которые были разработаны путем объединения полых нанокатализаторов в белковой матрице с нанотрубками из электроспряденного оксида металла. Метод синтеза катализаторов в белковой матрице является очень простым и универсальным для получения не только однокомпонентных каталитических наночастиц, но и разнообразных гетерогенных интерметаллических катализаторов с размерами менее 3 нм.

Чтобы преодолеть существующие ограничения, команда использовала наноразмерный белок апоферритин (apoferritin) у животных в качестве матрицы. Белковые матрицы имеют полые наноканалы на месте ядра, и различные наночастицы из каталитических сплавов могут быть инкапсулированы внутри белковых наноклеток. Белковые наноклетки обладают преимуществами, потому что почти неограниченное количество соединений материалов из периодической таблицы может быть собрано для синтеза гетерогенных каталитических наночастиц. Кроме того, интерметаллические нанокатализаторы с контролируемым атомным отношением двух разных элементов могут быть получены с использованием белковых наноклеток, что является инновационной стратегией поиска новых типов катализаторов. Например, могут быть синтезированы высокоэффективные катализаторы на основе платины, такие как платина-палладий (PtPd), платина-никель (PtNi), платина-рутений (PtRu) и платина-иттрий (PtY).

Чувствительность к биомаркерам была улучшена примерно в 3-4 раза по сравнению с обычными однокомпонентными нановолоконными датчиками на основе платины и палладия. В частности, c помощью датчиков выдыхаемого воздуха с использованием гетерогенных нанокатализаторов удалось определить 1 ч./млн ацетона и сероводорода, что является лучшим показателем, который когда-либо отмечался в литературе. Команда разработала платформу диагностики заболеваний, которая распознает индивидуальные паттерны дыхания, используя систему с множеством матриц датчиков с различными чувствительными слоями и гетерогенными катализаторами, чтобы люди могли легко идентифицировать аномалии в своем здоровье. Используя систему с 16 датчиками, физические состояния могут непрерывно контролироваться путем анализа изменений концентрации биомаркеров в выдыхаемых газах.

Доктор философии Санг-Джун Ким (Sang-Joon Kim), старший автор исследования, сказал: "Новые типы гетерогенных нанокатализаторов были синтезированы с использованием белковых матриц размером около 2 нм и функционализированы на нановолоконных чувствительных слоях из различных оксидов металлов. Установленные чувствительные библиотеки могут обнаруживать виды биомаркеров с высокой чувствительностью и селективностью. Инновационная платформа анализа выдыхаемых газов будет очень полезна для сокращения расходов на медицинское обслуживание и постоянного мониторинга физических состояний".
Исследование было опубликовано в журнале Accounts of Chemical Research в июле 2017 года.

Ссылки по теме:
Корейский институт перспективных научных исследований и технологий


Print article

Каналы

Химия

посмотреть канал
Подтверждено наличие бета-амилоидных димеров в мозгах человека с болезнью Альцгеймера (фото предоставлено Институтом исследований в области биомедицины).

У пациентов с болезнью Альцгеймера обнаружены бета-амилоидные димеры

Наиболее широко используемыми биомаркерами для раннего выявления болезни Альцгеймера (БА) в настоящее время являются концентрации... Читать дальше

Молекулярная диагностика

посмотреть канал
При эпидемии болезни легионеров необходимо максимально быстро и точно выявить источник патогенов, чтобы предотвратить дальнейшее распространение инфекций. В настоящее время исследователи разработали экспресс-тест, который идентифицирует Legionella pneumophila менее чем за час. На фотографии показано использование чипа LegioTyper с MCR-платформой для анализа микрочипов (изображение любезно предоставлено Йонасом Бемцем (Jonas Bemetz), Мюнхенский технический университет).

Предложен способ быстрого обнаружения легионелл для систем водоснабжения

Быстрый анализ (время выполнения занимает примерно 1 час) с использованием ДНК-микрочипов сможет заменить классические методы... Читать дальше

Гематология

посмотреть канал
Клинический проточный цитометр Navios (фото любезно предоставлено Beckman Coulter).

Метод проточной цитометрии оценен для сигнальных путей

Агрегация тромбоцитов является ключевым параметром при артериальном тромбозе, что приводит к инфаркту миокарда или ишемическому... Читать дальше

Иммунология

посмотреть канал
Времяпролётный масс-спектрометр с матрично-активированной лазерной десорбцией/ионизацией SimulToF (фото любезно предоставлено Virgin Instruments).

Белковая подпись влияет на исход при метастатической меланоме

Клинические результаты метастатической меланомы при применении антител ниволумаба и пембролизумаба, действующих против PD-1... Читать дальше

Микробиология

посмотреть канал
Гистопатология воспалительного инфильтрата глубоких вен со стенкой, диссоциированной отеком, наблюдаемая при поражении кожи у пациента с проказой, страдающего эпизодом узловатой эритемы (фото любезно предоставлено Институтом Освальдо Круса).

У пациентов с проказой обнаружены необычные кровяные сгустки

Проказа представляет собой хроническую инфекцию Mycobacterium leprae и вызывает общеорганизменные симптомы, деформации и инвалидность.... Читать дальше

Патология

посмотреть канал
: nanoLC-Ultra 1D+ для жидкостной хроматографии (фото любезно предоставлено Eksigent).

Определены биомаркеры для синдрома раздраженного кишечника

Причины желудочно-кишечных расстройств при синдроме раздраженного кишечника (СРК) остаются недостаточно изученными.... Читать дальше

Индустрия

посмотреть канал
GE Healthcare и Roche вступили в партнерство для совместной разработки и маркетинга программного обеспечения для поддержки принятия клинических решений (фото любезно предоставлено iStock).

GE Healthcare и Roche вступили в партнерство для разработки платформы цифровой диагностики

GE Healthcare (Чикаго, штат Иллинойс, США) и Roche (Базель, Швейцария) вступили в стратегическое долгосрочное партнерство,... Читать дальше
Copyright © 2000-2018 Globetech Media. All rights reserved.