Små metalliska nanopartiklar som skimrar i ljuset som fjällen på en fjärils vinge kommer att bli färgförändringskomponenterna i ett revolutionerande nytt tillvägagångssätt för medicinsk diagnostik på plats, enligt en studie publicerad i International Journal of Design Engineering .

Thomas Schalkhammer och kollegor på Attophotonics Biosciences GmbH i Österrike arbetar med Roland Palkovits från University of Applied Sciences, i Wiener Neustadt, att utveckla en mikrofluidisk färganordning för nanopartiklar för medicinsk diagnostik. Teamet har visat principbevis vid upptäckt av interleukin-6 som en viktig markör för akut sepsis.

Forskarna påpekar att medicinsk diagnostik är en viktig del av vården idag eftersom den ger aktuell information till medicinsk personal som tar hand om patienter samt säkerställer blodtransfusionssäkerhet och tillhandahåller användbar övervakningsdata för akut folkhälsointervention samt långsiktiga folkhälsostrategier. Olika studier, inklusive en från Bill och Melinda Gates Foundation och National Institutes of Health (NIH) har upprepade gånger betonat vikten av point-of-care diagnostik. Som sådan, forskare över hela världen söker efter insikter och teknik för att göra det enkelt, portabla, och effektiva diagnostiska anordningar för att möta detta behov.

Det österrikiska teamet har utvecklat en ny immunanalys för guld- eller palladiumnanopartiklar som fångas upp via immunreaktiva proteiner och placeras som ett tunt lager bara några nanometer ovanför en ljusreflekterande yta. Nanopartiklarna och spegeln bildar ett interferenssystem vars färg kan ställas in över det synliga ljusspektrumet. Ett mikrofluidsystem - ett så kallat lab-on-a-chip - tar in ett prov. Om målbiomolekylen, sjukdomsmarkören, är närvarande kommer det att fästa vid de modifierade nanopartiklarna och orsaka en synlig färgförändring.

Tillsatsen av en kolloidal silverlösning förstärker effekten och gör den metalliska färgförändringen ännu mer påtaglig. Testerna kan utföras på kliniken på bara två till tre minuter och undviker framför allt eventuella medicinska laboratorieflaskhalsar och inkubationstider för prover. Teamet rapporterar att testerna är mycket exakta och känsliga för bara en halv miljondels milligram (500 pikogram) per milliliter prov. Nanopartikeltestet fungerar även om provet är grumligt.