Prendere precocemente malattie mortali come il cancro è la chiave per migliorare le probabilità di sopravvivenza dei pazienti. Però, le malattie sono molto più difficili da diagnosticare nelle loro fasi preliminari perché le persone spesso non hanno ancora sviluppato i sintomi e solo tracce possono essere trovate nei loro corpi.

I ricercatori della Cockrell School of Engineering vogliono rendere più facile contrarre le malattie nelle prime fasi del processo, migliorare le prospettive dei pazienti e alleggerire parte del carico del sistema medico. I ricercatori hanno creato un approccio che utilizza un nanosensore per accelerare il rilevamento di tracce di biomarcatori per la diagnosi precoce delle malattie, pur mantenendo alti livelli di sensibilità..

"È molto importante rilevare le malattie in modo precoce e accurato, e per farlo devi essere in grado di trovare concentrazioni molto basse di biomarcatori, " ha detto Donglei (Emma) Fan, professore associato presso il Dipartimento di Ingegneria Meccanica Walker, che ha guidato la ricerca pubblicata di recente sulla rivista ACS Nano . "E le persone vogliono conoscere rapidamente i loro risultati e non dover aspettare ore o giorni".

Fan immagina che il suo approccio potrebbe aiutare i test rapidi delle malattie che le persone possono fare a casa o al lavoro, tenerli fuori dagli studi medici e dagli ospedali inutilmente. In ambiente ospedaliero, l'accelerazione dei test consente al personale medico di eseguire grandi lotti di diagnostica in ore anziché in giorni.

"Ognuno può essere la propria infermiera in una certa misura, e poi se ci sono problemi possono parlare con un medico, " ha detto Fan.

I sensori super piccoli sono importanti per la diagnostica delle malattie, ma affrontano problemi. Più piccolo è il sensore, più risponde alle minuscole molecole. Ma il compromesso per la sensibilità è un tempo di risposta più lento. Più tempo impiega il sensore per connettersi e identificare le molecole, maggiore è il rischio di contaminazione, potenzialmente diminuire la precisione del test.

L'approccio di rilevamento di Fan mira a risolvere l'impegnativo problema del rilevamento lento con dispositivi ultra-piccoli, estremamente sensibile. L'approccio aumenta la velocità di un test di quattro volte rispetto alle comuni tecniche di rilevamento. La tecnica di Fan potrebbe ridurre un rilevamento da un'ora o un paio d'ore a pochi minuti.

E la chiave di questa innovazione passa attraverso la motorizzazione del sensore. L'aggiunta di movimento ruotando il dispositivo sposta il campione liquido intorno, rendendo molto più rapido il contatto tra molecole e sensori.

Il team sta pubblicando le sue metodologie con la speranza che altri ricercatori e produttori utilizzino le informazioni per migliorare i propri sensori. Fan ha affermato che la tecnologia potrebbe essere applicabile a qualsiasi tipo di sensore e a qualsiasi istanza di rilevamento di molecole in una soluzione liquida, comprese cose come la scientifica sulla scena del crimine per trovare il DNA.

Questo progetto è in linea con la ricerca di Fan, scoperta, e sviluppo di micro/nanomotori e macchine. Due anni fa, il suo team ha sviluppato un metodo per la prima volta per nanomotori elettrici controllati dalla luce.

Fan nota che la squadra ha più lavoro da fare, e il suo passo successivo consiste nell'accelerare il motore mantenendo il controllo, il che dovrebbe ridurre ulteriormente i tempi di esecuzione del test.

"Quello che abbiamo dimostrato non è il limite, "Ha detto Fan. "Se facciamo girare il sensore più velocemente, possiamo ottenere un rilevamento ancora più rapido."