Forscher der University of California in Riverside haben ein Tool entwickelt, mit dem sich Krankheiten anhand eines einzelnen Moleküls erkennen lassen. Diese auf Nanoporentechnologie basierende Innovation könnte die Art und Weise, wie wir Infektionen und chronische Krankheiten diagnostizieren, verändern.
Aktuelle Methoden erfordern Millionen von Molekülen, um eine Krankheit zu identifizieren, was ihre Präzision und Geschwindigkeit einschränkt. Das neue Werkzeug, das vom Team von Kevin Freedman, Professor für Bioingenieurwesen, entwickelt wurde, nutzt Nanoporen, um elektrische Signale zu erfassen, die von einzelnen Molekülen wie DNA oder Proteinen ausgesendet werden. Dieser Ansatz ermöglicht eine äußerst präzise Detektion, selbst bei kleinsten Konzentrationen.
Wie funktioniert diese Technologie?
Das Herzstück des Geräts ist eine Nanopore, eine mikroskopische Öffnung, durch die Moleküle nacheinander passieren. Wenn ein Molekül Traverse Diese Pore reduziert den Ionenfluss und erzeugt eine Signal messbare elektrische. Dieser Mechanismus ermöglicht es, bestimmte Biomarker hervorragend zu identifizieren Zuverlässigkeit.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Sensoren, die externe Filter benötigen, die Daten verändern können, fungiert die Nanopore selbst als gefiltert. Es reduziert die Hintergrundgeräusche Gleichzeitig bleiben nützliche Signale erhalten, was die diagnostische Genauigkeit verbessert.
Vielversprechende Anwendungen in Medizin und Forschung
Das Team plant, diese Technologie zu miniaturisieren, um ein tragbares Gerät in der Größe eines zu schaffen USB-Stick. Ein solches Tool könnte Infektionen im Alter von 24 bis 48 Jahren erkennen Std.im Vergleich zu mehreren Tagen für aktuelle Tests. Diese Geschwindigkeit wäre wichtig, um sich schnell ausbreitende Krankheiten einzudämmen.
Über die Diagnose hinaus eröffnet diese Technologie Perspektiven in der Proteinforschung. Es ermöglicht die Unterscheidung gesunder Proteine von solchen, die an Krankheiten beteiligt sind, auch wenn ihre Strukturen sehr ähnlich sind. Dies könnte zu personalisierteren und wirksameren Behandlungen führen.
Auf dem Weg zur Proteinsequenzierung auf molekularer Ebene
Eines der Hauptziele dieser Forschung ist die Proteinsequenzierung auf Einzelmolekülebene. Während die DNA-Sequenzierung genetische Informationen liefert, zeigt die Proteinsequenzierung, wie diese Anweisungen im Körper umgesetzt werden. Dieser Fortschritt könnte eine frühere Erkennung von Krankheiten und besser angepasste Therapien ermöglichen.
Eine in den Alltag integrierte Zukunft
Kevin Freedman ist überzeugt, dass Nanoporen sowohl in der Forschung als auch in der Industrie allgegenwärtig sein werden Gesundheitspflege. Da Geräte immer zugänglicher werden, könnte diese Technologie in Heim- oder klinischen Diagnosekits eingesetzt werden und unseren Ansatz zur personalisierten Medizin verändern.
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