อิเล็กโทรดแบบกระจายที่อยู่บนพื้นฐานของอนุภาคนาโนแม่เหล็กเคลือบทองที่ดัดแปลงด้วย DNA สามารถตรวจจับ microRNA ในตัวอย่างเลือดที่ยังไม่ผ่านกระบวนการที่ความเข้มข้นต่ำมากและในช่วงกว้าง ซึ่งถือเป็นครั้งแรกสำหรับเซ็นเซอร์ประเภทนี้ อุปกรณ์ดังกล่าวได้รับการทดสอบกับหนูแล้ว สามารถให้ผลลัพธ์ได้ในเวลาเพียง 30 นาที และอาจใช้ในการทดสอบด้วยนิ้วจิ้มเพื่อวินิจฉัยโรคมะเร็งระยะเริ่มต้น
มี microRNAs จำนวนมาก ลำดับกรดนิวคลีอิกไรโบส
สั้นระหว่าง 19 ถึง 25 เบส) ซึ่งเป็นตัวควบคุมการแสดงออกของยีนหลังการถอดเสียง นั่นคือ พวกมันสามารถเปิดและปิดยีนได้” จอห์น จัสติน กู๊ดดิ้งจากมหาวิทยาลัยนิวเซาธ์เวลส์ อธิบาย ในออสเตรเลียซึ่งเป็นผู้นำในการวิจัยครั้งนี้ “ระดับของ miRNAs เหล่านี้บ่งบอกถึงพยาธิสภาพต่างๆ รวมถึงมะเร็งด้วย หากเราสามารถตรวจพบ RNA เหล่านี้ในเลือดที่ไหลเวียนอยู่ เราก็สามารถทำการทดสอบด้วยการเจาะนิ้วเพื่อวินิจฉัยโรคมะเร็งในระยะเริ่มแรกได้”
ระดับการตรวจจับต่ำถึง 10 attomoles“ปัญหาคือพบ RNA ที่ความเข้มข้นต่ำมาก 10 femtomoles (fM) ถึง 1 piccomole (pM) ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องง่าย เทคนิคใหม่ของเราสามารถตรวจจับระดับที่ต่ำถึง 10 attomoles (aM) และมากกว่า 1 nanomoles (nM) ซึ่งครอบคลุมช่วงทั้งหมดนี้ ยิ่งไปกว่านั้น มันให้ผลลัพธ์ในเวลาเพียง 30 นาที”
Gooding และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาอนุภาคนาโนแม่เหล็กเคลือบทอง (Au@MNPs) ที่ดัดแปลงด้วย DNA ที่เสริมกับ miRNA ที่พวกเขาต้องการตรวจจับ “เราเรียกอนุภาคนาโนแม่เหล็กเหล่านี้ว่า ‘อิเล็กโทรดที่กระจายตัวได้’ เพราะพวกมันกระจายไปทั่วตัวอย่างเพื่อจับ miRNA” Gooding กล่าว “เมื่อเราใส่สนามแม่เหล็ก อิเล็กโทรดขนาดเล็กเหล่านี้จะประกอบกลับเป็นอิเล็กโทรดที่ใหญ่กว่า
การตรวจจับ miRNA
“เมื่อ miRNA ถูกผูกมัดกับ DNA ของอนุภาคนาโน กระแสไฟฟ้าเคมีผ่านมาโครอิเล็กโทรดจะเปลี่ยนไป อิเล็กโทรดวัดการเปลี่ยนแปลงนี้และสร้างสัญญาณ” เขาอธิบาย “เนื่องจากนาโนอิเล็กโทรดกระจายไปทั่วตัวอย่าง พวกมันจับ miRNA เกือบทั้งหมดในนั้น และยิ่งจับมากเท่าใด สัญญาณก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น นี่คือเหตุผลที่อุปกรณ์ของเรามีความละเอียดอ่อนมาก”
เวลาตอบสนองที่รวดเร็วเซ็นเซอร์ยังมีเวลาตอบสนองที่รวดเร็วเนื่องจากใช้สนามแม่เหล็กที่นำไปใช้เพื่อ “นำ” miRNAs ที่ถูกจับทั้งหมดกลับมายังมาโครอิเล็กโทรด เขากล่าวเสริม “เปรียบได้กับนักล่าและรวบรวมที่ขี่มอเตอร์ไซค์มากกว่าเดินเท้า เมื่อส่งออกไปหา ‘อาหาร’ มันครอบคลุมอาณาเขตมากขึ้น ดังนั้นรวบรวมอาหารมากขึ้นและนำกลับมาเร็วขึ้น”
เทคนิคนี้ดีกว่ามาตรฐานทองคำในปัจจุบันในการสร้างโปรไฟล์ miRNA ซึ่งเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่โพลีเมอเรสแบบเรียลไทม์ (qRT-PCR) ซึ่งใช้ไม่ได้กับตัวอย่างเลือดครบส่วน (ต้องใช้ RNA ที่แยกออกมาและทำให้บริสุทธิ์) แม้ว่าจะมีความน่าเชื่อถือสูง แต่ qRT-PCR ก็ต้องใช้แรงงานจำนวนมากและใช้เวลานานเช่นกัน”
“เซ็นเซอร์ของเราเป็นเครื่องแรกที่สามารถตรวจจับความเข้มข้นของ miRNA จาก 10 aM ถึง 1 nM ในตัวอย่างเลือดที่ยังไม่ได้ประมวลผล” Gooding กล่าวกับPhysics World “เราพบว่ามันสามารถแยกแยะความแตกต่างเล็กน้อยของความเข้มข้นของ miRNA ในตัวอย่างเลือดที่นำมาจากหนู
ที่มีเนื้องอกที่กำลังเติบโต
“เราเชื่อว่างานของเราเป็นความก้าวหน้าที่สำคัญสำหรับการพัฒนาชิ้นเนื้อของเหลวสำหรับการตรวจหามะเร็งในระยะเริ่มต้น นั่นคือก่อนที่อาการของโรคจะเกิดขึ้นจริง และเพื่อติดตามว่าการรักษาได้ผลดีหรือไม่” เขากล่าวเสริม
นักวิจัยในเยอรมนีได้แสดงให้เห็นว่าวัสดุที่มีแคลเซียมฟอสเฟตสามารถเป็นวัสดุสนับสนุนที่เหมาะสมสำหรับเนื้อเยื่อกระดูกทดแทนการพิมพ์ชีวภาพ ทีมงานที่นำโดยMichael Gelinksyจาก Technical University Dresden กล่าวว่าเทคโนโลยีนี้เปิดโอกาสใหม่ๆ ให้กับการทำศัลยกรรมพลาสติกและการสร้างกระดูก เนื่องจากสามารถใช้สร้างโครงสร้างเนื้อเยื่อกระดูกเฉพาะผู้ป่วยได้ เช่นเดียวกับโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้นซึ่งประกอบด้วย ตัวอย่างเช่นกระดูกและกระดูกอ่อนหรือกระดูกและเนื้อเยื่ออ่อน
จากข้อมูลของ Gelinsky แคลเซียมฟอสเฟตเป็นวัสดุนั่งร้านที่เหมาะสำหรับการใช้งานเหล่านี้ เนื่องจากมีโครงสร้างแร่ธาตุและคุณสมบัติทางกลเหมือนกับกระดูกตามธรรมชาติ ทีมงานของเขาได้ทำการทดลองกับโครงนั่งร้านที่ทำจากปูนซีเมนต์แคลเซียมฟอสเฟต (CPC) ซึ่งเป็นวัสดุเหลวไหลที่ง่ายต่อการแปรรูปเป็นรูปทรงต่างๆ โดยใช้เทคนิคการอัดขึ้นรูปที่อุณหภูมิต่ำที่เรียกว่าการวางแผนสามมิติ
ผลงานล่าสุดแสดงให้เห็นว่าองค์ประกอบทางชีวภาพที่ละเอียดอ่อน เช่น ปัจจัยการเจริญเติบโต สามารถรวมเข้ากับโครงนั่งร้าน CPC ที่พิมพ์ออกมาได้โดยไม่กระทบต่อกิจกรรมทางชีวภาพของพวกมัน ปัญหาคือเซลล์ที่มีชีวิตไม่สามารถแขวนในโครงเดียวกันได้ เนื่องจากไม่สามารถอยู่รอดได้ในวัสดุรองรับที่แข็งและแข็งเช่นนี้
Gelinsky และเพื่อนร่วมงานได้เอาชนะอุปสรรคนี้ด้วยการรวมการวางแผน CPC แบบ 3 มิติกับการพิมพ์เซลล์โดยใช้หมึกชีวภาพที่พัฒนาขึ้นเป็นพิเศษ “การใช้ CPC ที่มีความเสถียรทางกลไกและตั้งค่าได้เองเป็นวัสดุรองรับที่พิมพ์ได้ซึ่งเลียนแบบส่วนประกอบแร่ธาตุของกระดูกได้เป็นอย่างดี เช่นเดียวกับในงานของเรา ถือเป็นก้าวสำคัญสำหรับการสร้างเนื้อเยื่อกระดูกที่พิมพ์ทางชีวภาพ” เขากล่าว
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >> ป๊อกเด้งออนไลน์
