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新的贴片可提高医疗诊断测试的亮度

2019-03-20 13:45:25来源:

基于荧光的生物传感和生物成像技术广泛用于研究和临床环境中以检测和成像感兴趣的各种生物物种。虽然基于荧光的检测和成像技术使用方便,但它们的灵敏度较差。例如,当患者在血液或尿液中携带低水平的抗原时,荧光信号可能是微弱的,使得可视化和诊断变得困难。因此,当灵敏度是关键要求时,基于荧光的检测并不总是优选的。

位于圣路易斯华盛顿大学的多学科团队和莱特 - 帕特森空军基地的空军研究实验室(AFRL)开发了一种高科技装置,利用金属纳米结构在这些诊断测试中将荧光强度提高了100倍。它是一种廉价而简单的解决方案,可以解决以前一直困扰的诊断问题。

“利用荧光进行生物检测是非常方便和容易的,但问题在于它不那么敏感,这就是研究人员不想依赖它的原因,”工程学院机械工程与材料科学教授Srikanth Singamaneni说。 & 应用科学。

正如该团队最近在Light:Science and Applications杂志中所解释的那样,增强信号的技术 - 例如依赖基于酶的扩增 - 需要额外的步骤来延长整体操作时间,以及专门和昂贵的读数在某些情况下系统。

然而,Singamaneni及其同事开发的“等离子体贴片”不需要对测试方案进行任何改变。贴片是一块约一厘米见方的柔性薄膜,嵌有纳米材料。研究人员或实验室技术人员需要做的就是按照常规方法准备样品,将贴剂涂在上面,然后像往常一样扫描样品。

“这是一层薄薄的弹性透明材料,顶部吸收了金纳米棒或其他等离子体纳米结构,”Singamaneni Lab的研究生,手稿的主要作者Jingyi Luan说。“这些纳米结构充当触角:它们将光线聚集在发出荧光的分子周围的微小体积中。荧光是戏剧性的,使其更容易可视化。贴片可以被想象为光的放大镜。”

Singamaneni表示,新开发的补丁是一种廉价的补丁 - 每个应用程序的成本仅为镍 - 并且不仅包含研究应用,还包含诊断。它在微阵列中特别有用,其能够在单个实验中同时检测数十至数百种分析物。

AFRL第711人类表演部首席科学家Rajesh Naik表示,“等离子体贴片将能够检测低丰度分析物并结合常规检测方法,这是我们方法的优点。”

“这是最后一步,就像创可贴一样,”Singamaneni说。“你应用它,这些基于荧光的检测方法中的暗淡问题就解决了。”