Dessa motoriserade sensorer kan påskynda upptäckt av sjukdomar i ett tidigt skede. Kredit:Cockrell School of Engineering, University of Texas i Austin.
Att fånga dödliga sjukdomar som cancer tidigt är nyckeln till att förbättra oddsen för patienternas överlevnad. Dock, sjukdomar är mycket svårare att diagnostisera i sina preliminära skeden eftersom människor ofta inte har utvecklat symtom ännu och endast spårmängder kan hittas i deras kroppar.
Forskare vid Cockrell School of Engineering vill göra det lättare att fånga sjukdomar tidigare i processen, förbättra patientutsikterna och ta en del av belastningen från det medicinska systemet. Forskarna har skapat ett tillvägagångssätt med hjälp av en nanosensor för att påskynda upptäckten av spårmängder av biomarkörer för tidig diagnos av sjukdomar, samtidigt som man behåller höga känslighetsnivåer..
"Det är mycket viktigt att upptäcka sjukdomar tidigt och exakt, och för att göra det måste du kunna hitta mycket låga koncentrationer av biomarkörer, " sa Donglei (Emma) Fan, docent vid Walker Department of Mechanical Engineering, som ledde forskningen som nyligen publicerats i tidskriften ACS Nano . "Och folk vill veta sina resultat snabbt och inte behöva vänta i timmar eller dagar."
Fan föreställer sig att hennes tillvägagångssätt kan hjälpa snabba sjukdomstester som människor kan göra hemma eller på jobbet, hålla dem borta från läkarmottagningar och sjukhus i onödan. I en sjukhusmiljö, snabbare tester gör det möjligt för medicinsk personal att vända stora partier av diagnostik på timmar snarare än dagar.
"Alla kan vara sin egen sjuksköterska till viss del, och om det finns några problem kan de prata med en läkare, " sa Fan.
Supersmå sensorer är viktiga för sjukdomsdiagnostik, men de möter problem. Ju mindre sensor, desto mer känslig är den för de små molekylerna. Men avvägningen för känslighet är en långsammare handläggningstid. Ju längre tid det tar för sensorn att ansluta till och identifiera molekyler, ju högre risk för kontaminering, potentiellt minskar testets noggrannhet.
Dessa motoriserade sensorer kan påskynda upptäckt av sjukdomar i ett tidigt skede. Kredit:Cockrell School of Engineering, University of Texas i Austin.
Fansens avkänningsmetod syftar till att lösa det utmanande problemet med långsam detektering med ultrasmå, ytterst känslig. Tillvägagångssättet ökar hastigheten på ett test med fyra gånger jämfört med vanliga förnuftstekniker. Fläktens teknik kan minska en upptäckt från en timme eller ett par timmar till några minuter.
Och nyckeln till den innovationen kommer genom att motorisera sensorn. Lägga till rörelse genom att snurra enheten flyttar vätskeprovet runt, vilket gör det mycket snabbare för molekyler och sensorer att komma i kontakt med varandra.
Teamet publicerar sina metoder med hopp om att andra forskare och tillverkare ska använda informationen för att förbättra sina sensorer. Fan sa att tekniken skulle kunna tillämpas på alla typer av sensorer och alla instanser av avkänning av molekyler i en flytande lösning, inklusive saker som brottsplatskriminalteknik för att hitta DNA.
Detta projekt är i linje med Fans forskning, upptäckt, och utveckling av mikro/nanomotorer och maskiner. Två år sedan, hennes team utvecklade en första metod någonsin för ljusstyrda elektriska nanomotorer.
Fan noterar att laget har mer att göra, och nästa steg är att snabba upp motorn samtidigt som man behåller kontrollen, vilket borde minska testtiden ännu mer.
"Vad vi har visat är inte gränsen, "Fläkten sa. "Om vi snurrar sensorn snabbare kan vi få ännu snabbare upptäckt."
