När livet ger dig apelsiner, gör cancerupptäckande biomedicinska apparater. Herr Pooria Lesani. Kredit:Stefanie Zingsheim, University of Sydney
En University of Sydney Ph.D. forskare utvecklar en biomedicinsk sond som upptäcker cancer och allvarliga sjukdomar som kan göras av saften från härskna apelsiner.
Kallas en nanobiosensor - en liten sond som använder fluorescens för att signalera cellernas pH när det gäller deras surhet eller alkalinitet - den upptäcker om celler är i riskzonen, eller i de tidiga stadierna av cancer eller andra allvarliga sjukdomar.
När mänskliga celler blir surare kan det tyda på att cancer inte är långt borta.
Nanobiosensorn, som bara mäter en miljarddels meter, är gjord av fluorescerande kolprickar som kan skapas av matavfall, i det här fallet saften från ruttna apelsiner. De "off" apelsinerna användes för deras höga halter av askorbinsyra - vilket förbättrar nanobiosensorns funktionalitet - och för att minimera matsvinnet som går till deponi.
Processen, publicerad i Chemical Engineering Journal, innebär att man tar en vävnadsbiopsi av celler som misstänks vara cancerösa, som läggs i en petriskål. Med hjälp av en laboratoriepipett (en vetenskaplig droppare) appliceras sedan nanobiosensorn på cellerna, som sedan undersöks under ett fluorescensmikroskop - en typ av mikroskop som visar subtila ljusvariationer.
"Dramatiska fluktuationer i cellernas surhetsgrad kan leda till olämplig cellfunktion, tillväxt och delning, och kan leda till allvarliga sjukdomar", säger ledande forskare och biomedicinsk teknik Ph.D. student Mr Pooria Lesani.
"Vi har utvecklat en känslig och kostnadseffektiv nanobiosensor för realtidsmätning av surhetsgraden i cellerna", säger Lesani som också är knuten till Sydney Nano Institute.
"Denna nanobiosensor kan också hjälpa oss att få en bättre förståelse för hur dessa sjukdomar utvecklas", säger Lesani. Hans forskning bedrivs under överinseende av professor Hala Zreiqat, AM-direktör för ARC Center for Innovative BioEngineering och chef för enheten för biomaterial och vävnadsteknik.
Den härskna juicen extraheras innan den placeras i en vetenskaplig ugn. Kredit:Stefanie Zingsheim, University of Sydney
"Många sjukdomar börjar utvecklas under många år - och till och med decennier - innan en person visar ens de minsta symtomen. Med många sjukdomar som Alzheimers, när det väl finns symtom, är det för sent att behandla dem", säger Lesani.
"Vår enhet möjliggör en mer exakt sjukdomsdiagnos innan symtomen börjar, samt möjliggör tidig upptäckt av allvarliga sjukdomar associerade med pH-fluktuationer.
"Vi hoppas att detta kan leda till tidig behandling och förebyggande av allvarliga sjukdomar. Nuvarande testmetoder kan vara komplexa, dyra och tidskrävande, medan vår nanobiosensor lätt kan produceras i stor skala till låg kostnad."
Från dålig orange till nanobiosensor
Vissa kan skapa alkohol från rutten apelsinjuice, medan andra som Mr Lesani, gör nanobiosensorer.
"Processen för att göra dessa kolprickar för nanobiosensorn liknar att göra en måltid i en tryckkokare," sa han.
"Vi slänger ihop alla ingredienserna – i det här fallet härsken apelsinjuice och lite vatten – i en reaktor som liknar en tryckkokare, stänger locket ordentligt och placerar den i en vetenskaplig ugn som är uppvärmd till cirka 200 ℃.
"Den ökade temperaturen och trycket inuti reaktorn bryter ner den ursprungliga molekylära strukturen hos ingredienserna, vilket hjälper dem att bilda ett nytt material:kolprickar. Dessa prickar används sedan för att bygga nanobiosensorn." + Utforska vidare
