Наносенсор из США регенерируется лазером и мониторит раны без замены

Американские исследователи представили наносенсор, способный самостоятельно восстанавливаться с помощью лазерных импульсов. Разработка решает главную проблему долгосрочного мониторинга — загрязнение датчика белками из биологических жидкостей.

Все молекулярные сенсоры сталкиваются с одной проблемой: биообрастанием. Белки из крови и тканей оседают на чувствительной поверхности. Сигнал ослабевает, точность падает. Через несколько часов датчик перестает работать корректно.

Команда Политехнического института Вирджинии создала сенсор с нанополостями шириной менее 10 нанометров. Для сравнения: это в 5000 раз тоньше человеческого волоса. Именно в этих микроскопических карманах обнаруживаются молекулы-маркеры заболеваний. Но туда же попадают и загрязнения.

Механизм очистки основан на кавитации. Сверхбыстрые лазерные импульсы создают в полостях микроскопические пузырьки. Они генерируют локальное тепло, которое мягко удаляет белковые отложения. Чувствительность датчика полностью восстанавливается, структура не повреждается.

Практическая проверка показала эффективность метода. Биосенсор выдержал 24 часа в человеческой сыворотке — агрессивной среде с высоким содержанием белка. После лазерной регенерации он успешно обнаружил пиоцианин. Эта молекула вырабатывается опасной бактерией Pseudomonas aeruginosa, вызывающей тяжелые раневые инфекции.

Для пациентов эта технология означает возможность постоянного контроля без визитов в клинику. Умная повязка будет отслеживать молекулярные изменения и предупреждать о начале инфекции на ранней стадии. Врачи будут получать данные в режиме реального времени, а не анализировать разовые снимки. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Science. Для коммерческого внедрения потребуются клинические

Источник: Phys.org