Chế tạo cảm biến phát hiện rối loạn não trong vài giây

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Central Florida đã sử dụng công nghệ nano để chế tạo loại máy đầu tiên phát hiện nhanh dopamine, hóa chất được cho là có vai trò xử lý nhiều bệnh khác nhau như Parkinson, trầm cảm và một số bệnh ung thư. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nano Letters.

Các nghiên cứu cho thấy quá nhiều dopamine có liên quan đến một số bệnh ung thư, trong khi dopamine ở mức thấp gây bệnh Parkinson và trầm cảm. Kỹ thuật mới được phát triển chỉ cần vài giọt máu và cho kết quả trong vài phút thay vì hàng giờ, mà không cần phòng thí nghiệm riêng biệt để xử lý mẫu. Hơn 500 triệu người dân Hoa Kỳ mắc bệnh Parkinson và bệnh trầm cảm ảnh hưởng đến khoảng 16 triệu người trưởng thành mỗi năm.

Các phương pháp hiện tại để phát hiện dopamine mất nhiều thời gian, đòi hỏi phải chuẩn bị mẫu kỹ lưỡng, bao gồm tách huyết tương, cũng như thiết bị chuyên dụng tại phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, với thiết bị này, chỉ cần vài giọt máu trên con chip hình chữ nhật có kích thước bằng lòng bàn tay.

“Chất dẫn truyền thần kinh như dopamine là hóa chất quan trọng để theo dõi sức khỏe tổng thể của chúng ta, giúp sàng lọc các rối loạn thần kinh như bệnh Parkinson, ung thư não và theo dõi sức khỏe tâm thần", PGS. Debashis Chanda, đồng tác giả nghiên cứu nói. "Chúng tôi cần theo dõi dopamine để có thể điều chỉnh liều lượng thuốc để giải quyết những vấn đề đó".

Huyết tương được tách ra khỏi máu bên trong chip. Các hạt nano oxit xeri, bao phủ bề mặt cảm biến, thu giữ có chọn lọc dopamine với nồng độ cực nhỏ từ huyết tương. Việc thu hồi các phân tử dopamine làm thay đổi cách ánh sáng phản xạ từ cảm biến và tạo ra chỉ số quang học thể hiện nồng độ của dopamine.

Sudipta Seal, giáo sư kỹ thuật và là đồng tác giả nghiên cứu cho biết việc sử dụng các hạt nano oxit xeri là một phần quan trọng để chế tạo thành công cảm biến. "Việc chế tạo cảm biến nhạy với dopamine là thách thức đối với các nhà nghiên cứu trong một thời gian nhất định, nhưng việc sử dụng các cấu trúc nano oxit xeri làm thay đổi trên nền tảng cảm biến, là chìa khóa cho cảm biến hoạt động", GS. Seal nói.

Vázquez-Guardado, nghiên cứu sinh sau tiến sỹ cho rằng các bước khử và xử lý làm cho xét nghiệm có chi phí hiệu quả và cũng có thể được thực hiện ngay cạnh bệnh nhân thay vì đưa vào phòng thí nghiệm riêng biệt.

Theo Vista.gov.vn