Биомедицинский зонд из испорченных апельсинов
Исследователь из Университета Сиднея разрабатывает биомедицинский зонд для обнаружения рака и серьёзных заболеваний, который можно изготовить из сока прогорклых апельсинов.
Это нанобиосенсор — крошечный зонд, использующий флуоресценцию для определения pH клеток (их кислотности или щёлочности). Он выявляет, находятся ли клетки в группе риска или на ранних стадиях рака и других серьёзных заболеваний. Повышение кислотности человеческих клеток может указывать на развитие рака.
Нанобиосенсор размером в одну миллиардную метра состоит из флуоресцентных углеродных точек, которые можно создать из пищевых отходов — в данном случае, из сока гнилых апельсинов. Испорченные апельсины были выбраны из-за высокого содержания аскорбиновой кислоты (улучшающей функциональность сенсора) и для сокращения пищевых отходов на свалках.
Процесс, описанный в Chemical Engineering Journal, включает взятие биопсии ткани подозрительных клеток, которые помещают в чашку Петри. С помощью лабораторной пипетки на клетки наносят нанобиосенсор, а затем исследуют их под флуоресцентным микроскопом, показывающим малейшие изменения в свечении.
«Резкие колебания кислотности клеток могут привести к нарушению их функций, роста и деления, а также к развитию серьёзных заболеваний», — говорит ведущий исследователь, аспирант по биомедицинской инженерии Пурья Лесани.
«Мы разработали чувствительный и экономичный нанобиосенсор для измерения уровня кислотности клеток в реальном времени», — добавил Лесани, также сотрудник Института нанотехнологий Сиднея.
По его словам, устройство позволяет проводить более точную диагностику до появления симптомов и выявлять серьёзные заболевания, связанные с колебаниями pH, на ранней стадии. Многие болезни, такие как болезнь Альцгеймера, развиваются десятилетиями до первых симптомов, когда лечение уже затруднено.
«Мы надеемся, что это может привести к раннему лечению и профилактике серьёзных заболеваний. Современные методы тестирования часто сложны, дороги и требуют много времени, тогда как наш нанобиосенсор можно легко производить в больших масштабах и с низкими затратами».
От плохого апельсина до нанобиосенсора
Процесс создания углеродных точек для сенсора похож на приготовление еды в скороварке. Ингредиенты (испорченный апельсиновый сок и вода) помещают в реактор, напоминающий скороварку, плотно закрывают крышку и ставят в научную печь, нагретую примерно до 200°C.
Повышенная температура и давление разрушают исходную молекулярную структуру ингредиентов, способствуя образованию нового материала — углеродных точек, которые затем используются для создания нанобиосенсора.