Nanosensörlerin Nefes Yoluyla Hastalık Biyobelirteçlerinin Saptanmasındaki Yeri
KAIST araştırmacıları hastalık saptamalarında solunum sensörlerinin hassasiyetini ve seçiciliğini arttırmak için kapsüllü potein katalizörlerini içeren nanofiberler tasarladı.
KAIST araştırmacıları belli başlı hastalıklarla ilgili moleküllerin saptanmasında, solunumun incelenmesi için hızlı analiz sağlayan nanosensörler geliştirdiler. Bunların doğruluğu kapsüllü protein nanokatalizörler tarafından geliştirildi. KAIST Malzeme Mühendisliğinden II-Doo Kim: ‘ Bu solunum analizi, medikal harcamaları düşürmede ve sağlık durumunun sürekli izlenimi için çok yardımcı olacak’ demiştir. İnsan soluğu, su buharı, hidrojen, aseton, toluol, amonyak, hidrojen sülfür ve karbonmonoksit gibi maddeleri kapsayan çeşitli bileşenler içerebilir. Bunlardan bazıları astım, akciğer kanser, tip I diyabet ve kronik ağız kokusu gibi durumlarla yakından ilişkilidir. Sadece belirli biyobelirteçlerle reaksiyon veren solunum sensörleri dizayn etmek zorlayıcıdır. Çünkü nefeste, sonuçlara engel olacak binlerce gaz vardır. Dahasıda aynı molekül birçok durumla bağlantılı olabilir. Araştırmacılar, sensörlerin hassaslığını ve seçiciliğini geliştirmek için yeni bir algılama platformu geliştirdiler. Onlar küçük nanokatalizör partiküllerini kapsamak için apoferritin denen proteinleri kullandılar. Kapsüllenen katalizörler, yarı iletken metal oksitten yapılan birincil algılayıcı nanofibere eklenirler. Bu ekip elektrolif çekimi yöntemi olarak bilinen bir yöntem kullanıyorlar. Burda bir çözelti katalizör nanpartikülleri içeriyor, metal tuzu ve matrix polymer yüzeye yüksek voltajlı elektrik alanda bir boyutlu nanofiberler yapmak için enjekte ediliyor ve sonra yüksek sıcaklık işlemi, uygun geniş yüzeyli ve gözenekli nanofiberlere yol açıyor. Katalizör yüklü metal oksit nanofiberler içeren sensörler çok hassastır ve 10 ila 50 saniye içerisinde nefeste milyonda bir konsantrasyona sahip biyobelirteçleri bile saptar. Araştırmacılar bu yüksek hassasiyeti sensörle hedef molekül arasında gerçekleşecek reeaksiyonlar için hazır olan, arttırılmış yüzey alanına yoruyorlar. Bu sensörler ayrıca çok seçici nanofiberdirler, bir çeşit metal yerine iki çeşit metal içeren alaşım katalizörleri sayesinde öncelikli olarak hedef biyobelirteçleriyle reaksiyona girerler. Özgün metal kombinasyonlarla birlikte bu katalizörler, çeşitli biyobelirteçler için ‘algılayıcı kütüphaneler’ oluşturulmasına yardımcı olabilir. Ekip bir gaz örnekleme çantasında biriken nefes moleküllerini analiz edebilen ve sonuçları akıllı telefonlara gönderebilen bir mobil sensör platformu oluşturdu. Nefes tabanlı tanı platformlarının uygulanmasından önce, bir biyobelirteci paylaşan iki bozukluk arasındaki ayrımın yapılması gibi birkaç sorun varlığını sürdürmekte.
Bu çalışmanın sonucu, Temmuz 2017 tarihli Accounts of Chemical Research ve Eylül 2017 tarihli Advanced Materials’da ana makale olarak seçilmiştir.
Kaynak : phys.org
