Биочип для измерения уровня глюкозы в слюне
Чтобы измерить уровень содержания в крови глюкозы, большинству диабетиков приходится ежедневно проводить довольно болезненные тесты, предполагающие прокалывание пальца. Но скоро, по всей видимости, этого можно будет избежать, поскольку ученые из Университета Брауна в Род-Айленде (США) занимаются разработкой биочипа, предназначенного для оценки концентрации молекул глюкозы в крошечном образце слюны.
Основой этой технологии является миниатюрное устройство, известное как плазмонный интерферометр. Оно состоит из щели, окруженной со всех сторон параллельными углублениями, вытравленными в серебряной пленке. На маленьком (размером с ноготь) кусочке материала, который ученые разработали с целью проведения исследований, умещаются тысячи таких интерферометров.
Когда на помещенную на плазмонный интерферометр жидкость падает свет, некоторые его фотоны попадают в щель шириной в 100 нанометров. Другие фотоны рассеиваются 200-нанометровыми углублениями и взаимодействуют со свободными электронами, движущимися у серебряной поверхности. Эти взаимодействия приводят к образованию поверхностных плазмонных поляритонов – волн, длины которых меньше, чем у фотона в свободном пространстве. Эти волны двигаются вдоль поверхности сенсора и, когда встречаются с фотонами, попавшими в щель, происходит интерференция, характер которой зависит от концентрации данного элемента, присутствующего в образце жидкости. Интерференция определяет, сколько света в конечном счете пройдет сквозь щель. Измерив интенсивность света, сенсор может определить концентрацию элемента.
За счет изменения расстояний между углублениями и щелями ученым удалось выявить глюкозу в воде в концентрации 0,36 миллиграмм на децилитр. Это соответствует уровню содержания глюкозы в человеческой слюне, что примерно в 100 раз ниже, чем уровень в крови. Традиционные домашние тестовые устройства не способны выявлять такие низкие концентрации.
После завершения биочип, возможно, будет способен не только измерять уровень глюкозы, но и выявлять другие биомаркеры или химические вещества в окружающей среде. Одно устройство можно будет применять для тестирования на ряд элементов одновременно.
25 января 2012, Редактор