Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Три раза по десять

Бумажное аналитическое устройство найдет пикомоли аналита

ChemPort.Ru по материалам Chemical & Engineering News:
Paper Analytical Device Incorporates Electronic Components To Increase Sensitivity

Хотя аналитические устройства на бумажной основе и представляют собой дешевый способ определения химических веществ, зачастую их точности не хватает для детектирования соединений в низких концентрациях.

Для преодоления этой проблемы исследователям впервые удалось инкорпорировать дешевые электронные компоненты в бумажное устройство, что позволило увеличить чувствительность подобной системы и определять пикомолярные концентрации биомолекул.

В регионах с неразвитой инфраструктурой здравоохранения аналитические устройства на бумажной основе могут стать существенным подспорьем в работе врачей, позволяя им детектировать в крови пациентов редкие молекулы, являющиеся биомаркерами определенных заболеваний.

Однако, как отмечает Циньхуа Ю (Jinghua Yu), к сожалению, в ряде случаев существующие методы обнаружения отличаются рядом недостатков, ограничивающих их практическое применение. Дело в том, что бумажные индикаторы, меняющие цвет в присутствии определенных веществ в анализируемой смеси, отличаются невысокой чувствительностью, а устройствам, аналитический отклик которых заключается в генерации электрического сигнала, необходимо дорогое внешнее оборудование, задача которого усиливать этот слабый сигнал.

Ю с коллегами решил понизить стоимость бумажного устройства, создав такое аналитическое приспособление, которое может вырабатывать электрические отклики на определенное определяемое вещество, не используя дополнительное оборудование. Статья Lei Ge et al. Photoelectrochemical Lab-on-Paper Device Based on an Integrated Paper Supercapacitor and Internal Light Source опубликована в журнале Analytical Chemistry.

В устройстве, созданном китайскими исследователями, целевая молекула запускает целый каскад реакций, в результате которых генерируется свет. Устройство конвертирует этот свет в электрический ток, сила которого пропорциональна концентрации молекулы-мишени. Устройства дополнили устройство электронным компонентом – суперконденсатором, способным усиливать электрический ток. Этот суперконденсатор позволяет увеличить силу тока настолько, что ее можно измерить с помощью обычного портативного мультиметра. Суперконденсатор был получен за счет пропитки двух участков бумаги электролитическим гелем с последующим сгибанием бумаги таким образом, чтобы оба пропитанных участка оказались друг напротив друга.

Для анализа образца исследователи сначала смешали образец с наночастицами золота, покрытыми люминолом – соединением, излучающим свет в присутствии пероксида водорода, на наночастицы также были нанесены короткие одноцепочечные фрагменты ДНК, связывающиеся с определяемой молекулой-мишенью. Затем исследователи нанесли около 10 мкл смеси на участок бумаги, после чего свернули бумагу, совместив этот участок с участком бумаги, покрытым наночастицами сульфида кадмия, к которым также были привиты фрагменты ДНК, способные связаться с молекулой-мишенью. (Размеры биосенсора можно сравнить с положенной рядом монеткой в один юань диаметром около дюйма.)

После сворачивания бумажного детектора наночастицы CdS связываются с аналитом, что приводит к сближению двух типов наночастиц. На заключительном этапе исследователи добавляют раствор перекиси водорода в пространство между сложенными листочками бумаги, в результате чего излучение эмиссии возбуждает наночастицы CdS, и появляется электрический ток, который по электрической цепи идет к суперконденсатору, и его сила увеличивается.

Исследователи из группы Ю протестировали свое устройство на образцах сыворотки крови человека, в которые они внесли различное количество аденозинтрифосфата (АТФ); испытания показали, что минимальная концентрация АТФ, которую можно определить с помощью нового устройства, составляет 0,2 пикомоль/л. Ю добавляет, что анализ одного образца занимает 10 минут, а себестоимость изготовления такого устройства составляет 10 центов.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
27.03.2013

Читать статьи по темам:

биомолекулы биосенсоры экспресс-диагностика Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Белок гипокретин – ключ к ощущению счастья?

Стимуляцию продукции нейротрансмиттера гипокретина можно использовать для улучшения настроения и лечения депрессии.

читать

Инсульт: новая стратегия защиты нейронов

Мозг человека и мышей защищается от последствий инсульта при помощи белка гамартина, который заставляет нейроны «съедать» часть себя, получая энергию и кислород, что позволяет им прожить несколько десятков минут без доступа крови.

читать

Мишень рапамицина: изучение продолжается

Ученые Базельского университета идентифицировали более 300 новых белков, являющихся мишенями mTOR. В частности, исследователи выяснили, как именно белковый комплекс mTORC1 контролирует рост и деление клеток.

читать

В возрастном угасании умственных способностей участвует белок-тупица

Блокирование активности гена Dickkopf-1 (нем. «тупица»), в эмбриональном периоде вовлеченного в развитие головы, предотвращает угасание познавательных способностей в преклонном возрасте.

читать

Это не заразно

Некоторые из пациентов, в 1980-х гг. заразившихся «коровьим бешенством» из-за наличия прионов в гормоне роста, получили также патологические формы белков, участвующих в развитии болезней Паркинсона и Альцгеймера. Но эти болезни ни у одного из них не развились.

читать