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  • La producción de nanoporos artificiales podría conducir a la detección temprana de enfermedades

    Una imagen de microscopio de fuerza atómica de un nanoporo de 100 nm en silicio. El verde es la molécula de interés en la muestra que se pasará por el nanoporo en el laboratorio.

    (Phys.org) - Un equipo multidisciplinario de la Universidad de Texas en Arlington recibió $ 360, 000 de la National Science Foundation para construir nanoporos artificiales hechos de silicio que puedan detectar "moléculas malas" como una indicación muy temprana de cáncer y otras enfermedades.

    Samir Iqbal, un profesor asistente de Ingeniería Eléctrica que se enfoca en nanotecnología, está liderando el proyecto. Trabaja con Purnendu "Sandy" Dasgupta, el profesor Jenkins Garrett de química y bioquímica, y Richard Timmons, un profesor distinguido de química.

    Los nanoporos son pequeñas aberturas de aproximadamente 1, 000 veces más pequeño que un poro humano en la piel o un cabello humano, fabricado en chips de silicio muy delgados. Los chips de silicio son el mismo material en los procesadores y memorias de las computadoras.

    El equipo de Iqbal analizará muestras derivadas de sangre humana a través de estos nanoporos creados artificialmente en un chip de silicio y registrará cómo la composición puede cambiar en función de la enfermedad.

    Los investigadores medirán la reacción entre los iones de sangre y los nanoporos y compararán los datos con otros nanoporos no reactivos. que determinará niveles anormales de sustancias químicas particulares que indican si una enfermedad está presente a nivel molecular.

    "Conocemos muchas variantes de ciertos productos químicos como los enantiómeros, o las cantidades anormales de ciertas sustancias químicas como el colesterol. Estos químicos nos dicen si alguien está sujeto a ciertas enfermedades, ”Dijo Iqbal. “Ahora podremos detectar estas variantes en cantidades extremadamente pequeñas y en un formato de sistema portátil. Podremos detectar incluso unos pocos cientos de copias de moléculas malas para identificar riesgos de enfermedades como el cáncer. Esto es muy, detección muy temprana ".

    Imagen de un microscopio de fuerza atómica de un nanoporo de 100 nm a la derecha. El boceto muestra moléculas en una muestra que pasan a través de un nanoporo diseñado.

    Los enantiómeros son isómeros o compuestos ópticos reflejados en un espejo con la misma fórmula molecular pero con diferentes formas estructurales, como un par de manos humanas. Son imágenes especulares entre sí, pero no superponibles.

    Otro ejemplo es la talidomida, un medicamento introducido a fines de la década de 1950 para tratar las náuseas matutinas en mujeres embarazadas. Se descubrió que un enantiómero de la droga es un buen sedante para las náuseas matutinas. La imagen especular de ese enantiómero, presente en la formulación del fármaco, sin embargo, causó defectos de nacimiento, lo que lleva a que la droga sea retirada del mercado.

    A través de la nueva investigación, Iqbal y sus colegas podrían determinar diferencias similares a nivel molecular, antes de que las malas variantes de nuevas moléculas provoquen efectos devastadores.

    Con la ayuda de los nanoporos, los investigadores podrán identificar cómo se ve el cáncer a nivel molecular. Ahí es donde reside la experiencia de los dos químicos de UT Arlington, Dijo Iqbal.

    Timmons tiene experiencia en la inserción de productos químicos en los nanoporos. La experiencia de Dasgupta consiste en detectar sustancias químicas en cantidades mínimas.

    "Es emocionante que podamos tener una pequeña plataforma de amplia aplicación que se podrá utilizar en una variedad de áreas, ”Dijo Dasgupta.

    Los miembros del equipo dijeron que también existen aplicaciones cruzadas para la tecnología. Por ejemplo, La detección de tecnología de nanoporos podría aplicarse para medir la calidad del aire o del agua.

    "De nuevo, cuanto antes sepamos si una fuente de agua o aire está contaminada, mejor será la gente que viva allí, ”Dijo Iqbal.

    Carolyn Cason, Vicepresidente interino de investigación de UT Arlington, dijo que dicha investigación colaborativa avanza en la misión de la Universidad.

    “Les dice a todos aquí que podemos usar los recursos disponibles para resolver problemas de salud del mundo real, —Dijo Cason. "Esta investigación tiene consecuencias relacionadas con la salud que se pueden sentir en toda la industria".


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