(Phys.org) -- Un team multidisciplinare dell'Università del Texas ad Arlington ha ricevuto $ 360, 000 sovvenzione della National Science Foundation per costruire nanopori artificiali fatti di silicio in grado di rilevare "molecole cattive" come indicazione molto precoce di cancro e altre malattie.

Samir Iqbal, un assistente professore di Ingegneria Elettrica che si concentra sulla nanotecnologia, sta guidando il progetto. Sta lavorando con Purnendu “Sandy” Dasgupta, il professore di chimica e biochimica Jenkins Garrett, e Richard Timmons, un illustre professore di chimica.

I nanopori sono piccole aperture di circa 1, 000 volte più piccolo di un poro umano sulla pelle o di un capello umano, realizzati in sottilissimi chip di silicio. I chip di silicio sono lo stesso materiale nei processori e nelle memorie dei computer.

Il team di Iqbal eseguirà campioni derivati ​​da sangue umano attraverso questi nanopori creati artificialmente in un chip di silicio e registrerà come la composizione può cambiare in funzione della malattia.

I ricercatori misureranno la reazione tra gli ioni del sangue e i nanopori e confronteranno i dati con altri nanopori non reattivi, che determinerà livelli anormali di particolari sostanze chimiche che indicano se una malattia è presente a livello molecolare.

“Conosciamo molte varianti di alcune sostanze chimiche come gli enantiomeri, o le quantità anormali di alcune sostanze chimiche come il colesterolo. Queste sostanze chimiche ci dicono se qualcuno è soggetto a determinate malattie, "ha detto Iqbal. “Ora saremo in grado di rilevare queste varianti in quantità estremamente ridotte e in un formato di sistema portatile. Saremo in grado di rilevare anche poche centinaia di copie di cattive molecole per identificare i rischi di malattie come il cancro. Questo è molto, diagnosi molto precoce”.

Gli enantiomeri sono isomeri o composti ottici speculari con la stessa formula molecolare ma diverse forme strutturali, come un paio di mani umane. Sono immagini speculari l'una dell'altra ma non sovrapponibili.

Un altro esempio è la talidomide, un farmaco introdotto alla fine degli anni '50 per curare le nausee mattutine nelle donne in gravidanza. Un enantiomero del farmaco è risultato essere un buon sedativo per la nausea mattutina. L'immagine speculare di quell'enantiomero, presente nella formulazione del farmaco, però, causato difetti alla nascita, portando il farmaco ad essere ritirato dal mercato.

Attraverso la nuova ricerca, Iqbal e i suoi colleghi sarebbero in grado di determinare differenze simili a livello molecolare, prima che le cattive varianti di nuove molecole causino effetti devastanti.

Con l'aiuto dei nanopori, i ricercatori saranno in grado di identificare l'aspetto del cancro a livello molecolare. È qui che risiede l'esperienza dei due chimici di UT Arlington, disse Iqbal.

Timmons ha esperienza nell'inserimento di sostanze chimiche nei nanopori. L'esperienza di Dasgupta consiste nel rilevare le sostanze chimiche in tracce.

“È entusiasmante poter disporre di una piccola piattaforma ampiamente applicabile che sarà utilizzabile in una varietà di aree, disse Dasgupta.

I membri del team hanno affermato che esistono anche applicazioni crossover per la tecnologia. Ad esempio, il rilevamento della tecnologia dei nanopori potrebbe essere applicato per misurare la qualità dell'aria o dell'acqua.

“Di nuovo, prima sappiamo se una fonte d'acqua o d'aria è inquinata, meglio staranno le persone che ci abitano, "ha detto Iqbal.

Carolyn Cason, Vicepresidente ad interim per la ricerca di UT Arlington, ha affermato che tale ricerca collaborativa fa avanzare la missione dell'Università.

"Dice a tutti qui che possiamo utilizzare le risorse a nostra disposizione per risolvere problemi di salute del mondo reale, disse Casone. "Questa ricerca ha conseguenze sulla salute che possono essere avvertite in tutto il settore".