Forskere udvikler hurtigere biosensorplatform ved hjælp af et magnetfelt

Et forskerhold ledet af professor CheolGi Kim har udviklet en biosensorplatform ved hjælp af magnetiske mønstre, der ligner et edderkoppespind med detekteringsevne 20 gange hurtigere end eksisterende biosensorer.

En biosensors sanseevne bestemmes af sensorens opløsning og molekylers bevægelse og reaktionshastighed. Mange forskningsgrupper i Korea og andre lande har forbedret opløsningen gennem nanomateriale-innovationer, men der er det en udfordring at forbedre følsomheden på grund af den lave diffusionstransport af biomolekyler mod sanseområdet.

Professor Kim og hans forskergruppe brugte et magnetfelt til at overvinde den langsomme bevægelse af biomolekyler som proteiner og DNA er langsom, når transporten afhænger af diffusion. Biomolekyler mærket med superparamagnetiske partikler kunne kontrolleres ved brug af et eksternt magnetfelt og detekteres med en ultrafølsom magnetisk sensor. Forskerholdets biosensorplatform bruger et edderkoppespindformet mikromagnetisk mønster, der forbedrer biosensorens sanseevne ved at tiltrække biomolekyler mærket med de superparamagnetiske partikler til sanseområdet.

Den første forfatter Byeonghwa Lim ved DGIST's Ph.D-program for Emerging Materials Science uddybede biosensorplatformen:"Når et roterende magnetfelt påføres et edderkoppespindelformet magnetisk mønster, det kan tiltrække biomolekyler mærket med superparamagnetiske partikler hurtigere til sensoren. Hastigheden er meget hurtig, og den kan registrere motivet 20 gange hurtigere end diffusionsmetoden. "

Det er også lykkedes forskergruppen at overvåge de biomolekyler, der er konjugeret til de superparamagnetiske partikler i en afstand fra sanseområdet ved at udnytte biosensorplatformen. Ud over, teamet fandt ud af, at de superparamagnetiske partikler ikke kun spiller rollen som biomolekylær last til transport, men også fungere som etiketter for sensoren for at angive placeringen af ​​biomolekyler.

Professor Kim sagde, "De eksisterende biosensorer kræver lang tid at opdage biomolekyler med lav densitet, og har en dårlig sanseffektivitet, da de kun afhænger af diffusion. Den magnetfeltbaserede biosensorplatform forbedrer biomolekylers opsamlingsevne og øger hastigheden og følsomheden af ​​biomolekylernes bevægelse. Derfor, Vi planlægger at bruge denne platform til tidlig diagnose samt tilbagefaldsdiagnose af sygdomme som kræft. "