Результаты, опубликованные 11 ноября в журнале TrAC Trends in Analytical Chemistry и анонсированные 19 декабря, описывают, как нанопоры — отверстия нанометрового размера, которые обнаруживают молекулы путём регистрации изменений электрического тока — в настоящее время сталкиваются с непреодолимыми трудностями. Молекулы проходят слишком быстро для анализа, сигналы тонут в электрических помехах, белки прилипают к поверхностям пор, а отдельные поры не могут обеспечить масштаб, необходимый для реального клинического применения.
Управление молекулярным движением на наноуровне
Наноfluidные устройства содержат сети наноразмерных каналов, которые позволяют ученым точно контролировать движение отдельных молекул, их замедление, разделение или взаимодействие. Когда эти устройства связаны с нанопорами, молекулы движутся достаточно медленно для точных измерений, уровни шума резко снижаются, а поверхностное загрязнение значительно уменьшается. Предыдущие исследования показали, что контролируемое замедление скорости транслокации молекул может увеличить соотношение сигнал/шум более чем в 160 раз.
Множественные поры могут использоваться одновременно для высокопроизводительного анализа, а автоматизация становится гораздо проще, что обеспечивает более стабильные измерения. По словам профессора Яна Сюй из Осакского столичного университета, интеграция нанопор с наноfluidными устройствами «может позволить нам достичь высокоскоростных, высокоточных и высокочувствительных измерений одновременно, что долгое время считалось чрезвычайно сложным».
Применение за пределами обнаружения рака
Интеграция нанопор и наножидкостных систем с искусственным интеллектом может выйти за рамки анализа сигналов и распространиться на экспериментальный контроль, интеграцию данных и принятие решений, потенциально изменяя множество областей. Применения включают сверхраннее обнаружение рака и инфекций, быстрый мониторинг биомаркеров заболеваний в крови на месте и экологический надзор за стойкими загрязнителями, такими как ПФАС. Недавние исследования продемонстрировали обнаружение молекул ПФАС нанопорами на уровне частей на триллион.
Эти системы также могут обеспечить прецизионную медицину нового поколения, более быстрое секвенирование ДНК и секвенирование белков на уровне отдельных молекул. Профессор Михаэль Майер из Университета Фрибура отметил, что «этот комбинированный подход имеет потенциал преобразовать диагностику и здравоохранение» и «может значительно приблизить нас к истинной практической реализации технологий на уровне отдельных молекул».
Комментариев нет:
Отправить комментарий