Motoriserede sensorer har til formål at forbedre og fremskynde sygdomsdiagnostik i tidlige stadier

At fange dødelige sygdomme som kræft tidligt er nøglen til at forbedre patientoverlevelse. Imidlertid, sygdomme er meget sværere at diagnosticere i deres indledende stadier, fordi folk ofte ikke har udviklet symptomer endnu, og kun spormængder kan findes i deres kroppe.

Forskere fra Cockrell School of Engineering ønsker at gøre det lettere at fange sygdomme tidligere i processen, at forbedre patientudsigterne og tage noget af belastningen af ​​det medicinske system. Forskerne har skabt en tilgang ved hjælp af en nanosensor til at fremskynde påvisning af spormængder af biomarkører til tidlig sygdomsdiagnose, samtidig med at høje niveauer af følsomhed bevares..

"Det er meget vigtigt at opdage sygdomme tidligt og præcist, og for at gøre det skal du være i stand til at finde meget lave koncentrationer af biomarkører, " sagde Donglei (Emma) Fan, lektor i Walker Department of Mechanical Engineering, der ledede den forskning, der for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet ACS Nano . "Og folk vil gerne vide deres resultater hurtigt og ikke behøver at vente i timer eller dage."

Fan forestiller sig, at hendes tilgang kan hjælpe med hurtige sygdomstests, som folk kan udføre derhjemme eller på arbejde, at holde dem væk fra lægekontorer og hospitaler unødigt. I et hospitalsmiljø, fremskyndelse af tests gør det muligt for medicinsk personale at vende store partier af diagnostik på timer i stedet for dage.

"Alle kan være deres egen sygeplejerske til en vis grad, og hvis der er problemer, kan de tale med en læge, " sagde Fan.

Super små sensorer er vigtige for sygdomsdiagnostik, men de står over for problemer. Jo mindre sensoren er, jo mere lydhør er den over for de små molekyler. Men afvejningen for følsomhed er en langsommere ekspeditionstid. Jo længere tid det tager for sensoren at forbinde med og identificere molekyler, jo højere risiko for kontaminering, potentielt forringe testens nøjagtighed.

Fans sensing tilgang har til formål at løse det udfordrende problem med langsom detektion med ultra-lille, meget følsomme. Tilgangen øger hastigheden af ​​en test med fire gange sammenlignet med almindelige sansningsteknikker. Ventilatorens teknik kunne reducere en detektion fra en time eller et par timer til et spørgsmål om minutter.

Og nøglen til den innovation kommer gennem motorisering af sensoren. Tilføjelse af bevægelse ved at dreje enheden flytter væskeprøven rundt, gør det meget hurtigere for molekyler og sensorer at komme i kontakt med hinanden.

Holdet offentliggør sine metoder med håb om, at andre forskere og producenter vil bruge oplysningerne til at forbedre deres sensorer. Fan sagde, at teknologien kunne anvendes til enhver type sensorer og enhver forekomst af sensing af molekyler i en flydende opløsning, herunder ting som kriminalteknik for at finde DNA.

Dette projekt er i tråd med Fans forskning, opdagelse, og udvikling af mikro/nanomotorer og maskiner. To år siden, hendes team udviklede en første metode nogensinde til lysstyrede elektriske nanomotorer.

Fan bemærker, at holdet har mere arbejde at gøre, og dets næste trin kommer i at fremskynde motoren, mens du bevarer kontrollen, hvilket burde reducere testgennemløbstiden endnu mere.

"Det, vi har vist, er ikke grænsen, " Fan sagde. "Hvis vi drejer sensoren hurtigere, kan vi få endnu hurtigere detektion."