Миниатюрный многоразовый сенсорный чип может привести к созданию новых медицинских тестов у постели больного

Развитие тестирования у постели больного, от домашних глюкометров до экспресс-тестов на COVID-19, ускоряется и улучшает медицинскую помощь.

Однако дальнейшее совершенствование сенсорных технологий, лежащих в основе этих продуктов, становится всё более сложной задачей.

Например, некоторые оптические сенсорные чипы содержат наноструктуры, размер которых сопоставим с размером биологических и химических молекул, которые они ищут. Эти наноструктуры улучшают способность сенсора обнаруживать молекулы, но их малые размеры затрудняют направление молекул в нужную область сенсора.

Новый сенсор, созданный исследователями, решает эту проблему. Он описан в исследовании, опубликованном в Advanced Materials в январе, и использует спектроскопию поверхностно-усиленного инфракрасного поглощения (SEIRA).

Как работает сенсор

• Сенсор состоит из нескольких массивов крошечных прямоугольных полосок золота.
• Инженеры погрузили полоски в химическое соединение 1-октадекантиол (часто обозначаемый как ODT), выбранное для идентификации.
• Затем исследователи добавили каплю жидкого металла — в данном случае галлия — в качестве основы сенсора.
• Сверху была помещена тонкая стеклянная крышка, образуя сэндвич-структуру.

Такая конструкция создаёт так называемую «нанопатч-антенну». Эта антенна одновременно направляет молекулы в полости и поглощает достаточно инфракрасного света для анализа биологических и химических образцов.

Ключевые преимущества

• Высокая чувствительность: Даже один слой молекул в этом сенсоре может привести к изменению количества отражённого света на 10%, в то время как типичный сенсор может давать изменение лишь на 1%.
• Многоразовость: После измерений ODT жидкий галлий можно удалить с поверхности сенсорного чипа тампоном, что позволяет использовать сенсор повторно и делает его более экономичным.
• Потенциал для применения: Исследователи планируют дорабатывать сенсор для использования в биоаналитических и медицинских диагностических приложениях, например, для обнаружения биомаркеров, связанных с определёнными заболеваниями. Его структура делает его подходящим для применения у постели больного медсестрой или даже в домашних условиях.