Por primera vez, un equipo de científicos de la Universidad de Florida Central ha creado nanomateriales funcionales con interiores huecos que pueden usarse para crear biosensores altamente sensibles para la detección temprana del cáncer.
Xiaohu Xia, profesor asistente de química con una cita conjunta en el Centro de Tecnología NanoScience, y su equipo desarrolló el nuevo método y recientemente publicó su trabajo en la revista ACS Nano .
"Estos nanomateriales huecos avanzados tienen un gran potencial para permitir tecnologías de alto rendimiento en diversas áreas", dice Xia. "Potencialmente podríamos estar hablando de una herramienta de diagnóstico mejor y menos costosa, lo suficientemente sensible como para detectar biomarcadores a bajas concentraciones, lo que podríahacerlo invaluable para la detección temprana de cánceres y enfermedades infecciosas "
Debido a que los nanomateriales huecos hechos de aleaciones de oro y plata muestran propiedades ópticas superiores, podrían ser particularmente buenos para desarrollar una mejor tecnología de tiras reactivas, similar a las pruebas de embarazo de venta libre. Actualmente, la tecnología utilizada para indicar símbolos positivos o negativos en elel test stick no es lo suficientemente sensible como para detectar marcadores que indican ciertos tipos de cáncer. Pero el nuevo método de Xia de crear nanomateriales huecos podría cambiar eso.
Una advertencia más anticipada podría ayudar a los médicos a salvar más vidas.
En las tiras reactivas convencionales, las nanopartículas de oro sólido a menudo se usan como etiquetas, donde están conectadas con anticuerpos y generan específicamente una señal de color debido a un fenómeno óptico llamado resonancia de plasmones de superficie localizada. Según la técnica de Xia, los nanomateriales metálicos pueden fabricarse con interiores huecosEn comparación con sus contrapartes sólidas, estas nanoestructuras huecas poseen actividades LSPR mucho más fuertes y, por lo tanto, ofrecen una señal de color más intensa. Por lo tanto, cuando los nanomateriales huecos se usan como etiquetas en las tiras reactivas, pueden inducir un cambio de color sensible, permitiendo que las tiras detecten biomarcadores enconcentraciones más bajas.
"La tecnología de tiras reactivas se actualiza simplemente reemplazando las nanopartículas de oro sólido con las nanopartículas huecas únicas, mientras que todos los demás componentes de una tira reactiva se mantienen sin cambios", dice Xia. "Al igual que la prueba de embarazo, la nueva tira reactiva puederealizado por personas no calificadas, y los resultados se pueden determinar a simple vista sin la necesidad de ningún equipo. Estas características hacen que la tira sea extremadamente adecuada para su uso en lugares difíciles como aldeas remotas ".
El estudio de la UCF se enfocó en el antígeno prostático específico, un biomarcador para el cáncer de próstata. La nueva tira de prueba basada en nanomateriales huecos pudo detectar PSA tan bajo como 0.1 nanogramo por mililitro ng / mL, que es suficientemente sensible para la clínicadiagnóstico del cáncer de próstata. El estudio publicado incluye imágenes con microscopio electrónico de nanomateriales metálicos huecos.
"Espero que al proporcionar una plataforma general y versátil para diseñar nanomateriales huecos funcionales con las propiedades deseadas, se pueda iniciar una nueva investigación con el potencial para otras aplicaciones más allá de la biosensibilidad", dice Xia.
Los colaboradores en el estudio incluyen Zhuangqiang Gao, Zheng Xi, Haihang Ye, Zhiyuan Wei y Shikuan Shao del departamento de química de la UCF; Qingxiao Wang y Moon J. Kim de la Universidad de Texas en Dallas, y Dianyong Tang de la Universidad de Artes de Chongqing yCiencias en China.
Gao y Xi son académicos postdoctorales en el laboratorio de Xia, parcialmente financiados a través del Programa Preeminente Postdoctoral de la UCF.
El estudio fue parcialmente financiado a través de una beca CAREER de la National Science Foundation CHE-1834874.
Xia, que tiene una cita conjunta en el NanoScience Technoloyg Center, tiene múltiples títulos en ingeniería biomédica y trabajó en Georgia Tech como becario postdoctoral y en Michigan Tech como profesor asistente antes de unirse a la UCF en 2018.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Florida Central . Original escrito por Zenaida Gonzalez Kotala. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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