Разработано наноразмерное устройство для анализа химии мозга
Исследователи из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне создали наноразмерный сенсор, который позволяет отслеживать химический состав биологических тканей в областях в 1000 раз меньше, чем это возможно с помощью стандартной технологии микро-диализа. Устройство обеспечивает высокую эффективность сбора данных (близкую к 100%) и субсекундное временное разрешение.
От микро- к нанодиализу
Нанодиализ основан на принципе микро-диализа, когда зонд с мембраной вводится в ткань для сбора химических веществ. Однако традиционный метод имеет ограничения:
- Область сбора — несколько квадратных миллиметров (усреднённые данные).
- Внесение зонда повреждает ткань.
- Высокая скорость потока жидкости снижает эффективность и точность измерений.
Новое устройство решает эти проблемы за счёт миниатюризации, что обеспечивает:
- Более высокое пространственное разрешение.
- Меньшее повреждение ткани.
- Более быстрый отклик для детальной картины химических изменений.
Ключевая особенность: сверхмедленный поток
Самая важная характеристика нанодиализа — в 1000 раз более медленная скорость потока жидкости через зонд по сравнению с микро-диализом. Это позволяет:
- Собирать химический состав с области в 1000 раз меньшего размера.
- Сохранять 100%-ную эффективность сбора.
- Концентрации химических веществ внутри зона точно соответствовали концентрациям в окружающей ткани, избегая разбавления.
Кремниевая технология и массовое производство
Устройство изготовлено на основе кремния с использованием методов, разработанных для производства микроэлектроники. Это даёт два ключевых преимущества:
- Позволяет достичь необходимой миниатюризации.
- Открывает путь к дешёвому массовому производству устройств в промышленных масштабах.
Исследование, проведённое под руководством профессора Юрия Власова и декана Рашида Башира, опубликовано в журнале ACS Nano.