I ricercatori dell'UCLA hanno progettato un test di laboratorio che utilizza la tecnologia dei microchip per prevedere quanto potrebbero essere potenzialmente pericolosi i nanomateriali.

Secondo il professore dell'UCLA Huan Meng, alcuni nanomateriali ingegnerizzati, come i nanotubi di carbonio non purificati che vengono utilizzati per rafforzare i prodotti commerciali, potrebbe potenzialmente ferire i polmoni se inalato durante il processo di fabbricazione. Il nuovo test che ha contribuito a sviluppare potrebbe essere utilizzato per analizzare l'entità del potenziale pericolo.

Lo stesso test potrebbe essere utilizzato anche per identificare biomarcatori biologici che possono aiutare scienziati e medici a rilevare il cancro e le malattie infettive. Attualmente, gli scienziati identificano quei biomarcatori usando altri test; uno dei più comuni è chiamato saggio di immunoassorbimento enzimatico, o ELISA. Ma la nuova piattaforma, che è chiamato test elettronico senza etichetta per semiconduttori, o SELFA, costa meno ed è più veloce e preciso, secondo una ricerca pubblicata sulla rivista Rapporti scientifici .

Lo studio è stato condotto da Meng, un assistente professore a contratto di medicina dell'UCLA, e Chi On Chui, un professore associato UCLA di ingegneria elettrica e bioingegneria.

L'ELISA è stato utilizzato dagli scienziati per decenni per analizzare campioni biologici, ad esempio, per rilevare se le cellule epiteliali dei polmoni che sono state esposte a nanomateriali sono infiammate. Ma l'ELISA deve essere eseguito in un ambiente di laboratorio da tecnici qualificati, e un singolo test può costare circa $ 700 e richiedere da cinque a sette giorni per l'elaborazione.

In contrasto, SELFA utilizza la tecnologia dei microchip per analizzare i campioni. Il test può durare da 30 minuti a due ore e, secondo i ricercatori dell'UCLA, potrebbe costare solo pochi dollari per campione quando inizia la produzione ad alto volume.

Il chip SELFA contiene un nanofilo a forma di T che funge da sensore e amplificatore integrati. Per analizzare un campione, gli scienziati lo posizionano su un sensore sul chip. La parte verticale del nanofilo a forma di T converte la corrente dalla molecola in analisi, e la porzione orizzontale amplifica quel segnale per distinguere la molecola dalle altre.

L'uso dei nanofili a forma di T creati nel laboratorio di Chui è una nuova applicazione di un'invenzione brevettata dall'UCLA sviluppata da Chui e dai suoi colleghi. Il dispositivo è la prima volta che l'analisi "lab-on-a-chip" è stata testata in uno scenario che imita una situazione di vita reale.

Gli scienziati dell'UCLA hanno esposto cellule polmonari in coltura a diversi nanomateriali e quindi hanno confrontato i loro risultati utilizzando SELFA con i risultati di un database di studi precedenti che utilizzavano altri metodi di test.

"Misurando le concentrazioni di biomarcatori nella coltura cellulare, abbiamo dimostrato che SELFA era 100 volte più sensibile di ELISA, " ha detto Meng. "Ciò significa che non solo SELFA può analizzare campioni di dimensioni molto più piccole, ma anche che può ridurre al minimo i risultati dei test falsi positivi".

Chui ha detto, "I risultati sono significativi perché la misurazione SELFA ci consente di prevedere il potenziale infiammatorio di una gamma di nanomateriali all'interno delle cellule e convalidare la previsione con l'imaging cellulare e gli esperimenti nei polmoni degli animali".

Altri autori erano lo studente laureato UCLA Yufei Mao, Lo studioso postdottorato dell'UCLA Kyeong-Sik Shin, e gli scienziati dello staff dell'UCLA Xiang Wang e Zhaoxia Ji.