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平台使用磁场网络加速生物分子检测

由国际医疗资讯本刊作者
发布在01 Jun 2017
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图片:生物传感器平台示意图,使用类似蜘蛛网的磁场(照片由DGIST提供)。
图片:生物传感器平台示意图,使用类似蜘蛛网的磁场(照片由DGIST提供)。
 研究人员使用像蜘蛛网一样的微磁泳网,开发一种改进的诊断和治疗监测技术。通过克服基于扩散产生的扩散限制,他们的芯片实验室(LOC)平台的检测能力比现有的生物传感器快20倍。
来自Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology(DGIST;Daegu,Korea)的一个研究团队由CheolGi Kim教授带领,开发了一个平台,增加采集低密度生物分子的能力,吸引超顺磁性粒子标记的生物分子至感测区域。
“现有的生物传感器需要很长时间来检测低密度生物分子,传感效果差,因为他们仅根据扩散情况得出结果。基于生物传感器平台的磁场改善了对生物分子的收集能力,并增加生物分子运动的速度和检测灵敏度,”Kim教授说,“我们计划使用该平台进行诸如癌症的早期诊断和疾病复发的诊断。”
生物传感器的传感能力取决于传感器本身的分辨率和分子的运动及反应速率。许多研究团队已通过开发纳米材料改善了分辨率,但由于生物分子(例如蛋白质,DNA)向传感区域扩散传播率低,传感器灵敏度的改善受限。
当传输仅依赖扩散时,该团队使用一个磁场,用于克服生物分子运动的缺陷。超顺磁性颗粒标记的生物分子和使用外磁场能更容易控制生物分子运动,和使用超灵敏磁传感器检测。
第一作者Byeonghwa Lim博士,DGIST的学生补充说:“我们放置了一张蜘蛛网状微磁网,设计用于超磁微粒向生物传感器中心移动,在平台上放置一个高灵敏度生物传感器。当向蜘蛛网状磁场中应用旋转磁场时,能吸引用超磁微粒标记的生物分子更快速向传感器移动。生物分子的移动速度非常快,为受试者提供检测的速度比扩散法快20倍。”
该团队还结合超磁颗粒,在距离传感区有一定距离处成功监测了生物分子。此外,他们发现,超磁颗粒不仅在扩散的生物分子中发挥作用,还作为传感器的标记物,以显示生物分子的位置。
本研究由Lim B等人发表在2017年3月31日刊的NPG Asia Materials(NPG亚洲材料)上。

Daegu Gyeongbuk Institute of Science and Technology 



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