Пластиковый транзистор усиливает биохимический сигнал. Новость Бесплатной технической библиотеки

НОВОСТИ НАУКИ И ТЕХНИКИ, НОВИНКИ ЭЛЕКТРОНИКИ
Бесплатная техническая библиотека / Лента новостей

Пластиковый транзистор усиливает биохимический сигнал

10.04.2023

Молекулы в нашем теле постоянно общаются. Некоторые из этих молекул обеспечивают биохимический отпечаток пальца, который может указать, как заживает рана, действует ли лечение рака или нет, или вирус вторгся в организм. Если бы мы могли ощущать эти сигналы в режиме реального времени с высокой чувствительностью, тогда мы могли бы быстрее распознавать проблемы со здоровьем и следить за прогрессированием болезни.

Теперь исследователи Северо-Западного университета разработали новую технологию, облегчающую подслушивание внутренних разговоров нашего тела.

Хотя химические сигналы организма невероятно слабы, что затрудняет их обнаружение и анализ, специалисты разработали новый метод, усиливающий сигналы более чем в 1000 раз. Транзисторы, строительный блок электроники могут усиливать слабые сигналы, чтобы обеспечить усиленный выход. Новый подход упрощает обнаружение сигналов без сложной и громоздкой электроники.

Обеспечивая усиление слабых биохимических сигналов, новый подход делает современную медицину на шаг ближе к диагностике на месте и мониторингу заболеваний в реальном времени.

Хотя они передают жизненно важную информацию, наполненную потенциалом для диагностики и лечения, многие химические датчики выдают слабые сигналы. На самом деле медицинские работники часто не могут расшифровать эти сигналы, не принимая образец (кровь, пот, слюна) и не пропуская его через высокотехнологичное лабораторное оборудование. Обычно это оборудование дорогостоящее и, возможно, даже расположено за пределами предприятия. И для возвращения результатов может потребоваться невыносимо много времени. Однако команда Ривне стремится почувствовать и усилить эти скрытые сигналы, не выходя из тела.

Другие ученые исследовали электрохимические сенсоры для биосенсора с помощью аптамеров, представляющих собой отдельные цепи ДНК, предназначенные для связывания с конкретными мишенями. После успешного связывания с интересной мишенью аптамеры действуют как электронный переключатель, складываясь в новую структуру, запускающую электрохимический сигнал. Но только с аптамерами сигналы часто слабы и очень восприимчивы к шумам и искажениям, если не проверить в идеальных и хорошо контролируемых условиях.

Чтобы избежать этой проблемы, команда Rivnay оснастила усилитель на традиционном датчике на основе электродов и разработала датчик на основе электрохимического транзистора с новой архитектурой, который может ощущать и усиливать слабый биохимический сигнал. В этом новом устройстве используется электрод для восприятия сигнала, но соседний транзистор предназначен для усиления сигнала. Исследователи также включили встроенный тонкопленочный электрод сравнения, чтобы сделать усиленные сигналы более стабильными и надежными.

Чтобы проверить новую технологию, команда Ривнай обратилась к обычному цитокину, типу сигнального белка, который регулирует иммунный ответ и участвует в восстановлении и регенерации тканей. Измеряя концентрацию определенных цитокинов вблизи раны, эксперты могут оценить, насколько быстро рана заживает, есть ли новая инфекция или другие медицинские вмешательства.

В серии экспериментов Ровнай и его команда смогли усилить сигнал цитокинов на три-четыре порядка величины по сравнению с традиционными методами определения аптамеров на основе электродов. Несмотря на то, что технология показала хорошие результаты в экспериментах по определению сигналов цитокинов, она должна иметь возможность усиливать сигналы от любой молекулы или химического вещества, включая антитела, гормоны или лекарства, где схема обнаружения использует электрохимические репортеры.

<< Назад: Найдено оптимальное расстояние между рядками картофеля 11.04.2023

>> Вперед: Обнаружена самая глубоководная рыба в мире 10.04.2023

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Машина для прореживания цветов в садах 02.05.2024

В современном сельском хозяйстве развивается технологический прогресс, направленный на повышение эффективности процессов ухода за растениями. В Италии была представлена инновационная машина для прореживания цветов Florix, созданная с целью оптимизации этапа уборки урожая. Этот инструмент оснащен мобильными рычагами, позволяющими его легко адаптировать к особенностям сада. Оператор может регулировать скорость тонких проводов, управляя им из кабины трактора с помощью джойстика. Такой подход значительно повышает эффективность процесса прореживания цветов, обеспечивая возможность индивидуальной настройки под конкретные условия сада, а также сорт и вид фруктов, выращиваемых на нем. После двухлетних испытаний машины Florix на различных типах плодов результаты оказались весьма обнадеживающими. Фермеры, такие как Филиберто Монтанари, который использовал машину Florix в течение нескольких лет, отмечают значительное сокращение времени и трудозатрат, необходимых для прореживания цветов. ...>>

Усовершенствованный микроскоп инфракрасного диапазона 02.05.2024

Микроскопы играют важную роль в научных исследованиях, позволяя ученым погружаться в мир невидимых глазу структур и процессов. Однако различные методы микроскопии имеют свои ограничения, и среди них было ограничение разрешения при использовании инфракрасного диапазона. Но последние достижения японских исследователей из Токийского университета открывают новые перспективы для изучения микромира. Ученые из Токийского университета представили новый микроскоп, который революционизирует возможности микроскопии в инфракрасном диапазоне. Этот усовершенствованный прибор позволяет увидеть внутренние структуры живых бактерий с удивительной четкостью в нанометровом масштабе. Обычно микроскопы в среднем инфракрасном диапазоне ограничены низким разрешением, но новейшая разработка японских исследователей позволяет преодолеть эти ограничения. По словам ученых, разработанный микроскоп позволяет создавать изображения с разрешением до 120 нанометров, что в 30 раз превышает разрешение традиционных м ...>>

Воздушная ловушка для насекомых 01.05.2024

Сельское хозяйство – одна из ключевых отраслей экономики, и борьба с вредителями является неотъемлемой частью этого процесса. Команда ученых из Индийского совета сельскохозяйственных исследований – Центрального научно-исследовательского института картофеля (ICAR-CPRI) в Шимле представила инновационное решение этой проблемы – воздушную ловушку для насекомых, работающую от ветра. Это устройство адресует недостатки традиционных методов борьбы с вредителями, предоставляя данные о популяции насекомых в реальном времени. Ловушка полностью работает за счет энергии ветра, что делает ее экологически чистым решением, не требующим электропитания. Ее уникальная конструкция позволяет отслеживать как вредных, так и полезных насекомых, обеспечивая полный обзор популяции в любой сельскохозяйственной зоне. "Оценивая целевых вредителей в нужное время, мы можем принимать необходимые меры для контроля как насекомых-вредителей, так и болезней", – отмечает Капил ...>>

Угроза космического мусора для магнитного поля Земли 01.05.2024

Все чаще мы слышим об увеличении количества космического мусора, окружающего нашу планету. Однако не только активные спутники и космические аппараты способствуют этой проблеме, но и обломки старых миссий. Рост количества спутников, запускаемых компаниями, как SpaceX, создает не только возможности для развития интернета, но и серьезные угрозы для космической безопасности. Эксперты теперь обращают внимание на потенциальные последствия для магнитного поля Земли. Доктор Джонатан Макдауэлл из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики подчеркивает, что компании стремительно разворачивают спутниковые констелляции, и число спутников может вырасти до 100 000 в следующем десятилетии. Быстрое развитие этих космических армад спутников может привести к загрязнению плазменной среды Земли опасными обломками и угрозе устойчивости магнитосферы. Металлические обломки от использованных ракет могут нарушить ионосферу и магнитосферу. Обе эти системы играют ключевую роль в защите атмосферы и поддер ...>>

Застывание сыпучих веществ 30.04.2024

В мире науки существует достаточно загадок, и одной из них является странное поведение сыпучих материалов. Они могут вести себя как твердое тело, но внезапно превращаться в текучую жидкость. Этот феномен стал объектом внимания многих исследователей, и, возможно, наконец-то мы приближаемся к разгадке этой загадки. Представьте себе песок в песочных часах. Обычно он течет свободно, но в некоторых случаях его частицы начинают застревать, превращаясь из жидкого состояния в твердое. Этот переход имеет важное значение для многих областей, начиная от производства лекарств и заканчивая строительством. Исследователи из США предприняли попытку описать этот феномен и приблизиться к его пониманию. В ходе исследования, ученые провели моделирование в лаборатории, используя данные о пакетах полистироловых шариков. Они обнаружили, что вибрации внутри этих комплектов имеют определенные частоты, что означает, что через материал могут распространяться только определенные типы вибраций. Полученные ...>>

Случайная новость из Архива

Кофе - защита от инсульта 10.10.2010

По данным исследования, проведенного в Кембриджском университете (Англия) с участием более 20 тысяч мужчин и женщин европейской расы в возрасте от 39 до 79 лет, кофе, возможно, защищает от инсультов. За 12 лет в этой немалой выборке отмечено 855 случаев инсульта.

Среди любителей кофе их было на 29% меньше, чем среди тех, кто предпочитает другие напитки. Причем неважно, каким методом приготовлялся кофе-эспрессо, простое кипячение, капельная кофеварка или другой способ. Так же действует и кофе без кофеина, и даже растворимый кофе.

Защитный эффект касается и тех, кто выпивает в день четыре чашки, и тех, кому хватает одной. Причины явления остаются неясными, но предполагают, что оно может быть связано с расширением сосудов мозга под действием кофе.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

All languages of this page

Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте