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微型扫描仪可以放大疾病

点击量:   时间:2017-07-15 02:35:10

作者:Jason Palmer美国科学家已经开发出一种可以诊断疾病和识别病原体的手持式核磁共振(NMR)扫描仪革命性的扫描仪比传统的核磁共振光谱仪小许多倍,后者需要巨大的磁铁才能产生使其工作所需的强大磁场核磁共振光谱法的工作原理是利用强大的磁场将样品中的原子核排成一行,然后用无线电波将它们摧毁,使它们摆动或进动这种进动在附近的线圈中感应出电流,该电流可用于确定包含核的分子的化学结构在磁共振成像机中使用相同的过程来制作人体的非侵入性图像但是,新设备不会生成图像在传统的核磁共振光谱仪中,需要强大的磁场来排列各个核然而,美国马萨诸塞州剑桥哈佛医学院的Ralph Weissleder及其同事已经发现,磁性纳米颗粒产生的信号比单核更大,因此可以使用来自小型永磁体的较弱磁场进行检测 Weissleder及其同事完善的技巧是将这些纳米粒子涂覆在与特定生物分子或细菌和病毒结合的分子上这种结合过程使纳米颗粒聚集在一起,从而在它们产生的信号中产生可测量的变化通过这种方式,该团队表示它可以识别各种各样的生物目标该团队已将用于检测和解释信号的电子设备挤压到仅2平方毫米(pdf格式)的芯片上此外,研究人员还设计了一个微流体网络,可以将样品运送到周围,并将其浓缩至仅为百万分之五(5微升)的体积 - 比传统系统少60倍 “系统越小,就可检测的样品绝对量而言,灵敏度越高,”该研究的第一作者Hakho Lee说原型设备有八个微小的线圈,每个线圈可以监测对不同生物分子敏感的纳米粒子未来的设备可以使用更多这样的线圈 Weissleder说,结果是原型机比许多实验室使用的标准NMR扫描仪灵敏800倍该团队将原型按其步调进行,表明它足够灵敏,可以检测给定样品中的10种细菌通过将八个微线圈中的每一个加载不同的纳米粒子,该系统可以通过寻找八种不同的生物标记分子来区分代表健康个体,癌症患者和糖尿病患者的模拟血液样本 “最大的优势是我们不需要样品制备或纯化步骤,”Lee说将纳米颗粒简单地添加到存在的任何样品中 “这种方法可以提供一种简单快捷的方法来诊断几乎任何类型的疾病,例如细菌感染或即时护理环境中的癌症 - 就在患者旁边或发展中国家”该设备也可用于测试水的纯度,甚至应用于气态样品,以寻找空气传播的病原体或污染物其他研究人员对这项工作印象深刻 “如果你来到我的实验室,你会发现我们的光谱仪占据了整个房间,我们总是在核磁共振实验中苦苦挣扎,”爱丁堡大学的核磁共振光谱学家Dusan Uhrin说 “他们已经能够提高灵敏度,使他们只能检测到一些细菌非常值得注意的是,他们可以检测到这个极限,“他说 Weissleder已经为该设计申请了专利,并成立了一家名为T2 Biosystems的公司来销售该设备期刊参考文献:Nature Medicine(DOI: